GELADEIRA SOLAR: UMA ALTERNATIVA INTELIGENTE SEM BATERIA

Propriedades que não possuem acesso à rede elétrica, principalmente as mais distantes de centros urbanos, tem dificuldade na manutenção de equipamentos elétricos básicos e necessários para a vida moderna. Os equipamentos que mais faz falta são as geladeiras e freezers, indispensáveis para conservação de vários tipos de alimentos, principalmente carnes e verduras. A solução empregada no passado foi a utilização de um equipamento que adapta o gás de cozinha para fornecer energia elétrica. No entanto, esta alternativa também pode não ser viável em muitos casos dada a necessidade de disponibilidade do gás. Para substituir o uso de gás, sistemas comerciais passaram a oferecer uma solução que adapta a um sistema de energia solar uma bateria que pode fornecer a energia para a geladeira no período noturno. Porém, o grande problema do uso de baterias é a queda na capacidade de armazenamento e eventual sobrecarga ocasionada pelo uso de mais eletrodomésticos na mesma rede. Portanto, uma solução de longo prazo e compatível com a realidade dessas propriedades precisava ser desenvolvida.
Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um equipamento para geladeiras que possibilita o seu uso em uma rede elétrica solar sem a necessidade de uma bateria. Essa solução é indicada para as geladeiras e freezers já disponíveis no mercado. O dispositivo desenvolvido é capaz de substituir os sistemas atuais, de demandam manutenção e troca de peças, por sistemas mais simples e inteligentes, capazes de regular a conversão de energia para conseguir a maior eficiência possível ao longo do dia.

DISPOSITIVO PARA GELADEIRAS UTILIZAREM UM SISTEMA PRÓPRIO DE ENERGIA SOLAR

A presente invenção refere-se a um conjunto de instrumentos acoplados a qualquer tipo de geladeira ou freezer de uso doméstico convencional para permitir o seu funcionamento com energia solar fotovoltaico por meio de um inversor de tensão contínua para tensão alternada e um controlador otimizado para converter toda energia solar em frio, sem a necessidade de usar baterias.
A presente proposta de patente de modelo de utilidade apresenta um dispositivo eletrônico de adaptação de uma geladeira para que ele possa ser alimentado por um sistema fotovoltaico dedicado. A solução é indicada para geladeiras e freezers convencionais que usam o princípio do ciclo de compressão e são alimentados por uma rede elétrica monofásico. Essas geladeiras ou freezers usam normalmente motores bifásicos que usam técnicas clássicas de partida de motores bifásicos com arranjos de capacitores de partida para ser ligado a uma rede monofásicos.

VANTAGENS

• Eficácia: Possibilita o uso de geladeiras e freezers em propriedades rurais;
• Eficiência: Alta eficiência na conversão de energia elétrica em energia térmica;
• Custo-benefício: Redução de custos comparados ao sistema off-grid convencional;
• Diferencial: Armazenamento de energia sem uso de bateria.

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GERAÇÃO DISTRIBUÍDA FOTOVOLTAICA (GDFV)

A Geração Distribuída Fotovoltaica (GDFV) tem seu foco na produção de energia elétrica pela captura da luz solar, através de sistemas fotovoltaicos, que são instalados em diversos locais, como telhados, áreas ao ar livre. A GDFV permite que a energia seja gerada e consumida localmente, reduzindo assim a necessidade de grandes redes de transmissão e distribuição. A identificação de impactos da integração de GDFV é uma ferramenta essencial para antecipar e prevenir possíveis problemas durante a implantação de sistemas de GDFV. O processo de identificação de impactos é multidisciplinar e abrange diversas áreas, como a segurança elétrica, a qualidade da energia, a operação e a gestão do sistema, a regulamentação e a legislação, entre outras. O processo também visa assegurar que os sistemas de GDFV sejam incorporados de forma segura e eficaz ao sistema elétrico, a fim de maximizar a eficiência e a confiabilidade do sistema.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) desenvolveram um aplicativo que permite a identificação dos impactos da integração de geração distribuída fotovoltaica (GDFV) nas tensões, perdas e pico de demanda de um sistema elétrico real de uma concessionária. Esta ferramenta possui três tipos diferentes de política de incentivo: Feed In Pequena (FIP), Feed In Média (FIM) e Net Metering (NM), além de permitir que seja calculada a potência instalada da geração fotovoltaica considerando-se dois diferentes cenários. Esta tecnologia oferece suporte à geração distribuída, normalmente a partir de fontes renováveis, por meio do pagamento de tarifas pré-estabelecidas pela injeção de energia elétrica na rede de distribuição. Ela também permite que consumidores de energia elétrica utilizem a energia ativa gerada para abater, no todo ou em parte, seu consumo de energia elétrica.

VANTAGENS

 • Eficiência: Permite a identificação dos impactos da integração de geração distribuída fotovoltaica nas tensões, perdas e pico de demanda de um sistema elétrico real de uma concessionária;
Permite que consumidores de energia elétrica utilizem a energia ativa gerada para abater, no seu consumo de energia elétrica.
• Versatilidade: Possui três tipos diferentes de política de incentivo: Feed In Pequena, Feed In Média e Net Metering, que oferecem suporte à geração distribuída a partir de fontes renováveis;
Permite que seja calculada a potência instalada da geração fotovoltaica considerando-se dois diferentes cenários, o que facilita o planejamento e a gestão do sistema elétrico;
• Sustentabilidade: Contribui para a diversificação da matriz energética, a redução das emissões de gases de efeito estufa e a promoção do desenvolvimento sustentável. 

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TORREFAÇÃO DE BIOMASSAS

A torrefação é um processo de aquecimento controlado da biomassa. Esse aquecimento é um tratamento térmico que tem a finalidade de aumentar a densidade energética da biomassa para ser utilizada como combustível renovável e seus derivados. A partir do processo de torrefação, algumas características físico-químicas da biomassa apresentam alterações, tais como, uma elevação da densidade energética, um aumento da resistência a água, uma melhor capacidade de moagem, um aumento do grau de uniformidade, dentre outros benefícios.

De maneira geral, um processo de torrefação costuma apresentar sua eficiência associada com o tempo de tratamento, taxa de aquecimento, porcentagem de oxigênio e o tamanho das partículas em tratamento. Contudo, a eficiência energética de um processo de torrefação está sempre acima de 80%, sendo mais dependente da biomassa utilizada e das condições de trabalho empregadas. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um dispositivo termoacústico para torrefação de biomassas, visando uma melhor eficiência energética para o processo.

DISPOSITIVO TERMOACÚSTICO PARA TORREFAÇÃO

A presente invenção refere-se a um dispositivo termoacústico para torrefação de biomassa. Situa-se no campo de equipamentos para a produção de combustíveis sólidos, a partir de processos químicos, físicos ou físico-químicos em geral, com aplicação no setor industrial para produção de biocombustíveis. Diferentemente das tecnologias existentes, a presente invenção realiza o tratamento térmico de biomassa com a influência de frequências acústicas, em atmosfera oxidativa, sem a utilização de geradores de vibrações mecânicas.

VANTAGENS

• Eficiência: Promove o processo de torrefação com eficiência das reações físico-químicas, sem precisar de altas temperaturas;
• Versatilidade: Permite alterar a pressão na câmara do reator utilizando apenas um campo acústico;
• Aprimoramento: Possibilita o aprimoramento da volatilização, e, consequentemente, do tratamento térmico.

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PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS E COMPOSTOS COM VALOR AGREGADO A PARTIR DE RESÍDUOS VEGETAIS

A produção de biocombustíveis, xilitol e ácidos orgânicos a partir da biomassa lignocelulósica (por exemplo: bagaço, restos de plantas) pode ser realizada via fermentação de açúcares. Os açúcares contidos na biomassa lignocelulósica incluem hexoses e pentoses, provenientes da celulose e hemicelulose, respectivamente. Uma das pentoses mais abundantes no mundo é a xilose, sendo o principal açúcar presente na hemicelulose de várias biomassas, o que aponta para um grande potencial na obtenção de combustíveis e outros produtos químicos.

No entanto, a levedura Saccharomyces cerevisiae, amplamente utilizada nos processos de fermentação devido à sua alta produtividade e resiliência, não consome a xilose naturalmente devido a falta de um metabolismo robusto para essa finalidade.

Uma das formas de viabilizar a fermentação de xilose pela S. cerevisiae é pela inserção de genes que produzem proteínas responsáveis pela captação e metabolização desse açúcar nessa levedura.

LEVEDURAS QUE PROMOVEM MAIOR EFICIÊNCIA FERMENTATIVA

Naturalmente, as leveduras S. cerevisiae tem preferência de consumo de açúcares da classe das hexoses durante os processos fermentativos, visto as proteínas que absorvem os açúcares presentes no meio terem preferência por essa classe de açúcares em detrimento das pentoses, como a xilose. Uma das consequências geradas por essa seletividade é o prolongamento do tempo total de fermentação, reduzindo a produtividade do processo e aumentando as chances de contaminações bacterianas.

Como alternativa para contornar esse problema, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram uma levedura modificada que expressa proteínas transportadoras de pentoses para que a xilose possa ser captada com maior eficiência, diminuindo o tempo de fermentação, aumentando a produtividade do processo e reduzindo as chances de contaminações generalizadas.

VANTAGENS

• Eficácia: Levedura recombinante que aumenta a produtividade do processo fermentativo, diminuindo o tempo de produção de produtos fermentados, como biocombustíveis, xilitol e ácidos orgânicos;
• Economia circular: Possibilita o aproveitamento de matéria residual de processos agrícolas, industriais e domésticos, tais como bagaço, restos de podas, restos de alimentos vegetais, entre outros;
• Sustentabilidade: Contribui para a redução do desperdício e para uma economia cíclica e mais sustentável.

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EXAUSTOR EÓLICO E SUAS APLICAÇÕES

Os exaustores eólicos são dispositivos de ventilação utilizados frequentemente em tetos de ambientes industriais e comerciais, visto a sua capacidade de promover termorregulações do ambiente, bem como eliminar gases e contaminantes presentes no ar de um espaço fechado.

A principal vantagem dos exaustores eólicos convencionais está associada à relação de convecção natural do ar com o trabalho mecânico de exaustão, onde não se faz necessário acionar motores, e consequentemente não há gasto de energia elétrica.

Atualmente, existem aplicações de exaustores eólicos com geradores de energia, convertendo a energia mecânica da rotação em energia elétrica, por meio de geradores convencionais. Contudo, esse tipo de acoplamento com geradores, quase sempre resulta em ruídos, vibração, diminuição de vazão do ar, e consequentemente perdas energéticas consideráveis, tanto na exaustão do ar quanto na produção elétrica.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) desenvolveram um dispositivo gerador de energia que é acoplado circunferencialmente a um exaustor eólico, ocasionado um sistema que promove perda mínima de produção elétrica e exaustão do ar.

EXAUSTOR EÓLICO GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA

A presente tecnologia consiste em um sistema contendo um gerador de energia alternada acoplado em disposição circunferencial em um exaustor eólico convencional. Esse gerador é construído a partir do emprego de ímãs permanentes, bobinas de fios de cobre, retificadores de sinais e baterias. Todos os materiais utilizados e suas respectivas alocações são selecionados visando a mínima interrupção no funcionamento normal de um exaustor eólico e a máxima produção de energia elétrica.

VANTAGENS

• Realiza termorregulações, elimina gases indesejados e contaminantes;
• Gera energia elétrica limpa com baixo custo;
• Não exige uma necessidade contínua de manutenção;
• Promove uma exaustão eólica mais eficiente que os modelos similares, com quantidade mínima de perdas associadas ao gerador.

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DEMANDA ENERGÉTICA E QUEDA DE TENSÃO ELÉTRICA

A demanda por energia elétrica é um fator crescente em todo o mundo, e suprir essa demanda energética, com qualidade e dinamismo, denota vários desafios para com o sistema elétrico convencional. Dentre esses desafios, destacam-se os que envolvem as soluções de quedas de energia elétrica, visto que as quedas podem afetar toda a comunidade e a economia, como por exemplo: interrompendo a comunicação, a distribuição de água, o transporte público, o funcionamento de equipamentos hospitalares, dentre outras onerosidades.

Neste contexto, uma alternativa para a redução da queda de energia é a implementação de microgeração distribuída de energia elétrica, onde um consumidor gera sua própria energia elétrica e pode eventualmente fornecer o excedente para a rede de distribuição de sua localidade. Além disso, essa alternativa é válida visto a capacidade de promover a redução dos impactos ambientais, a dedução econômica em investimentos de transmissão e a moderação de perdas no sistema da rede.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram um método para detecção de queda de tensão em rede da concessionária de energia elétrica e de desconexão automática do consumidor com microgeração distribuída. Assim, a presente tecnologia fornece uma condição melhor de usabilidade com segurança e geração de energia ao microgerador e à rede.

MÉTODO PARA CONTROLE E PROTEÇÃO DE MICROGERAÇÃO DE ENERGIA DISTRIBUÍDA EM REDE

A inovação da presente tecnologia trata de um novo método para detecção de queda de tensão em rede da concessionária de energia elétrica e de desconexão automática do consumidor com microgeração distribuída com base em harmônicos de comparação por prostafére. O objetivo principal da presente tecnologia é baseado na necessidade de evitar danos na operação das redes de transmissão, subtransmissão e distribuição de energia, visto que o não desligamento das microgerações de energia na rede pode ocasionar ilhas energizadas pelo sistema elétrico.

VANTAGENS

• Impede que variações de tensão e frequência danifiquem equipamentos energizados no sistema;
• Evita a criação de ilhas energizadas;
• Permite a utilização de mais microgerações ao sistema, fornecendo assim uma maior quantidade de energia limpa ao sistema;
• Garante segurança e automação à rede e aos microgeradores.

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