DESENVOLVIMENTO DE UMA MAQUETE DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA PARA FINS EDUCACIONAIS

Resumo

O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de uma maquete que representa o sistema elétrico de potência (SEP). O SEP é constituído de um conjunto de instalação e equipamentos que tem como função gerar, transmitir, medir e distribuir energia elétrica. A maquete é composta de peças que representam usinas geradoras de energia, as subestações que elevam ou baixam a tensão, as linhas de transmissão, as redes de distribuição de energia e as unidades consumidoras (UC). Com este recurso será possível demonstrar o panorama do SEP para os discentes do curso de Engenharia de Energia, assim como para os estudantes de diferentes instituições de ensino, bem como, ao público em geral. Metodologicamente, foram escolhidas quatro tipos de fontes geradoras de energia elétrica, as usinas: solar, que produz a partir do efeito fotovoltaico; eólica, que converte energia a partir do vento; hidrelétrica, que utiliza a energia potencial da água para gerar eletricidade; e, por fim, a termelétrica, que utiliza a energia armazenada no combustível aplicado, tais como, carvão mineral, derivados de petróleo, biomassa, entre outros. Vale destacar que foram modeladas as seguintes peças da maquete, como: as usinas (solar, eólica, hidráulica e termelétrica), o transformador, os suportes de bases para os postes em Alta Tensão (AT), Média Tensão (MT) e Baixa Tensão (BT). Neste caso, modelou-se uma única peça que foi aplicada aos dois tipos de estrutura MT e BT; já a base do aerogerador foi uma modificação da modelada para MT e BT, por sua vez, modelaram-se os suportes para os cabos dos postes AT, MT e BT, respectivamente. A casa também foi modelada em 3D e serve como elemento representativo dos consumidores. Cabe enfatizar que todos esses objetos foram representados no software SolidWorks, através do qual foram projetados de forma similar aos objetos reais em formato de arquivo part. Em seguida, as peças foram salvas no formato de arquivo stl e, posteriormente, fatiadas no software ultimaker cura, no qual configuraram-se as peças com uma qualidade de impressão de 0,3mm; velocidade em que realiza a impressão de 40 m/s ou 45 m/s; temperatura de impressão para material ABS de 230°C e da mesa de 110°C e a seguir salvou-se cada arquivo gerado no cartão sd, que foram impressos em uma impressora 3D do tipo FDM (Fused Deposition Modeling). Algumas peças não foram prototipadas, como: o poste que foi substituído por cano PVC de 22 mm² como material alternativo, as hélices do aerogerador e os fios de alumínio que representam a rede elétrica. O tempo médio de impressão de cada peça variou: para as usinas solar foram 3 horas e 32 minutos, eólica foi 1 hora e 30 minutos, hidráulica foram 3 horas e 32 minutos, e termelétrica 3 horas e 32 minutos; cada transformador levou 9 horas e 2 minutos para ser impresso, sendo a peça que demandou mais tempo; a casa levou 4 horas e 52 minutos; cada base do poste de AT, 2 horas e 58 minutos; cada base para MT ou BT, 2 horas e 44 minutos; o suporte dos fios AT foi impresso em 5 horas e 19 minutos; o suporte dos cabos para MT levou 1 hora e 16 minutos e o suporte do poste BT, 53 minutos. Com esta maquete, espera-se a utilização nas atividades de ensino de diversas componentes do curso de graduação em Engenharia de Energia da UNIPAMPA, assim como em atividades de extensão que já são realizadas nas escolas de Bagé e região. O desenvolvimento da maquete representa e simboliza um marco em prol da evolução do processo ensino-aprendizagem na nossa instituição, pois favorece a visualização dos diferentes dispositivos que fazem parte do processo de geração de energia. Além disso, o modelo desenvolvido é uma estrutura flexível que permite modificações de modo que tanto o docente, quanto o discente possam desenvolver e reproduzir até mesmo os seus próprios projetos, de acordo com suas demandas. Em projetos futuros, as peças serão modeladas e prototipadas com maior grau de detalhes para aplicações específicas relacionadas com projetos de extensão, pesquisa, ensino e inovação