Publicada em

28/09/2023

João Carlos de Farias

376 – Avaliação de sistemas energéticos renováveis para alimentação de robôs de inspeção em subestações remotas

Resumo

A importância das inspeções em subestações remotas se torna cada vez maior, tanto pela necessidade legal quanto para a confiabilidade do sistema. Melhorias na operação, manutenção e automação das instalações vêm recebendo avanços ao longo do tempo. Atualmente um destes avanços é a utilização de robôs de inspeção, que apesar das qualidades possuem limitações. Uma das limitações encontradas nesses sistemas é a autonomia em razão da energia utilizada e o tempo de recarga do robô.
Desse modo, o presente estudo apresenta uma avaliação da viabilidade técnica e econômica das tecnologias disponíveis no mercado e em desenvolvimento para o aumento da autonomia de robôs de inspeção de subestações utilizando sistemas fotovoltaicos. São apresentadas opções de inclusão de painéis diretamente nos robôs considerando não só a energia gerada pelo sistema, mas também sua influência no aumento do consumo do sistema de tração do robô. As principais tecnologias disponíveis foram utilizadas na avaliação, entre elas painéis mono e policristalinos e painéis de orgânicos de filme fino (do inglês Organic Photovoltaic Solar Cells – OPV) e painéis de perovskita. Como alternativa a aplicação de painéis diretamente no robô são também dimensionados sistemas fotovoltaicos e de armazenamento de energia para a estação de recarga, incluindo o aumento da disponibilidade do sistema de comunicação do robô. Foi desenvolvido um método para o cálculo, a definição do sistema energético e de tração de robôs; assim como para verificar as viabilidades técnicas e econômicas de opções energéticas com fontes renováveis. O método foi aplicado em um estudo de caso para o qual as opções propostas mostraram ser viáveis técnica e economicamente.

Abstract

The importance of inspections in substations is increasing, both for the legal necessity and for the reliability of the system. Improvements in the operation, maintenance and automation of this facilities have been advancing over the time. Currently, one of these advances is the use of inspection robots, which despite their qualities have limitations. One of these restrictions is the energy autonomy and the robot’s recharge time.
Therefore, this study presents an assessment of technical and economic viability of market available technologies to increase the autonomy of substation inspection robots using photovoltaic systems. Options are presented for including panels directly on the robots, considering not only the energy generated by the system, but also its influence on increasing the consumption of the robot’s traction system. Main available technologies were used in the evaluation, including mono and polycrystalline panels and OPV thin film panels. As an alternative to applying panels directly to the robot, photovoltaic and energy storage systems are also designed for the charging station, increasing the robot’s communication system availability. A method for calculating and defining the energy and traction system of robots was developed; as well as to verify the technical and economic viability of energy options with renewable sources. The method was applied in a case study for which the proposed options were technically and economically viable.

Data da defesa: 28/09/2023

Banca Examinadora

Orientador (a): Henry Leonardo López Salamanca (Lactec)
Membro da Banca: Lúcio de Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Luiz Felipe Ribeiro Barrozo Toledo (Lactec)
Membro da Banca: Marco Antônio Simões Teixeira (PUCPR)

Palavra(s)-Chave: Inspeção. Subestação. Robô. Fotovoltaico. Sistemas de Armazenamento de Energia. OPV. Perovskita. Fontes de energia renováveis. Viabilidade econômica.
Keywords: Inspection. Substation. Robot. Photovoltaic. Energy Storage Systems. Perovskite. Renewable energy sources. Economic viability.

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