Sistemas de conversão MT/BT de elevada frequência para aplicações em sistemas de carregamento de veículos elétricos

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica – Ramo de EnergiaO aumento das necessidades energéticas mundiais e as restrições de combustíveis fósseis, têm incentivado um aumento no uso de recursos de energia renovável na rede elétrica. Assistimos a um aumento da penetração no mercado de fontes de energia de corrente contínua (DC) e cargas (exemplo, energia eólica/solar fotovoltaica e veículos elétricos). Sabendo que havia necessidade de controlar o trânsito de energia na rede de distribuição. Sabendo que os transformadores passivos são suscetíveis ao deslocamento DC e que não possuem controlabilidade quando empregado em redes inteligentes. Transformadores de estado sólido (Solid State Transformer – SST) são identificados como uma potencial solução para modernizar e harmonizar as redes elétricas de corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC), bem como adequado para aplicações para tração e indústria. Esta dissertação foi desenvolvida para partilhar uma visão geral sobre SST, conceitos, topologias, classificação, conversores de energia, seleção de materiais, limitações, aplicações e nomeadamente o uso de SST no carregamento de veículos elétricos. Uma rede de infraestruturas de carregamento para veículos elétricos é essencial para o sucesso da adoção e difusão do veículo elétrico. O veículo elétrico tem-se afirmado como uma das soluções para a mobilidade sustentável que pode contribuir para a independência externa do país face aos combustíveis fósseis e para a redução de emissões de gases de efeito de estufa.The increase in global energy needs and restrictions on fossil fuels, has encouraged an increase in the use of renewable energy resources in the electricity grid. We are seeing an increasing penetration in the market of direct current (DC) energy sources and loads (Example, wind/photovoltaic energy and electric vehicles). Knowing that there was a need to control energy flow in the distribution network. Knowing that passive transformers are susceptible to DC displacement and have no controllability when used in smart grids. Solid State Transformer (SST) are identified as a potential solution to modernize and harmonize alternating current (AC) and direct current (DC) electrical networks, as well as suitable for traction and industry applications. This dissertation was developed to share an overview on SST, concepts, topologies, classification, energy converters, selection of materials, limitations, applications and, in particular, the use of SST in charging electric vehicles. A network of charging infrastructures for electric vehicles is essential for the successful adoption and diffusion of the electric vehicle. The electric vehicle has established itself as one of the solutions for sustainable mobility that can contribute to the country's external independence from fossil fuels and the reduction of greenhouse gas emissions.