Desenvolvidos no âmbito do projeto H2020 SuSTAINABLE, estes dispositivos de carregamento de baterias e de integração de geração fotovoltaica visaram oferecer soluções-protótipo, a integrar em ambiente de demonstração real, capazes de oferecer serviços avançados de suporte à rede de distribuição tendo em vista a integração inteligente e tecnicamente viável de elevadas proporções de geração fotovoltaica e de armazenamento de energia nas redes de distribuição de baixa-tensão.

Os dispositivos foram integralmente projetados, assemblados e programados no INESC TEC, pelo grupo de Eletrónica de Potência associado ao laboratório SGEVL (SmartGrids and Electric Vehicles Laboratoty) integrado no grupo CPES (Centre for Power and Energy Systems).

O desenvolvimento destas soluções foi motivado por duas grandes necessidades. A primeira prendia-se com a necessidade de possuir controlo total sobre a conceção e operação das funcionalidades e modos de controlo e operação pretendidos de acordo com as necessidades, algo que normalmente não é disponibilizado em soluções comerciais existentes no mercado. A segunda prendia-se com a necessidade de implementar funcionalidades de controlo avançadas de funcionamento e de suporte à rede de baixa tensão que à data da conceção dos protótipos não existiam nas soluções comerciais existentes no mercado.

De entre as várias funcionalidades de controlo avançadas implementadas destacam-se as seguintes:

- Controlo do tipo “droop” da potência em função da tensão na rede de baixa tensão. Esta funcionalidade visa possibilitar ao dispositivo participar automaticamente no suporte à tensão da rede elétrica, ao variar a sua potência de saída em resposta a subtensões e sobretensões na rede elétrica. Por exemplo, em momentos de elevada geração fotovoltaica nas redes de baixa-tensão, os níveis de tensão nas redes de distribuição de baixa tensão podem subir para além dos limites técnicos máximos admissíveis. Por outro lado, em momento de elevada carga nas redes de baixa tensão resultante do carregamento de sistemas de armazenamento, os níveis de tensão nas redes de distribuição de baixa tensão podem descer para além dos limites técnicos máximos admissíveis. O Inversor fotovoltaico normalmente só pode reduzir a sua potência porque os painéis fotovoltaicos normalmente encontram-se a produzir à potência máxima. Por seu turno, o carregador de baterias pode aumentar ou reduzir a potência trocada com a rede porque a bateria pode tanto absorver como fornecer energia elétrica.

- Controlo do tipo “droop” da potência em função da frequência medida na rede de baixa tensão. Esta funcionalidade visa possibilitar ao dispositivo participar automaticamente no suporte à frequência da rede elétrica, ao variar a sua potência de saída em resposta às variações de frequência na rede elétrica. O Inversor fotovoltaico normalmente só pode reduzir a sua potência porque os painéis fotovoltaicos normalmente encontram-se a produzir à potência máxima. Por seu turno, o carregador de baterias pode aumentar ou reduzir a potência trocada com a rede porque a bateria pode tanto absorver como fornecer energia elétrica.