Laboratório Multiusuário em Smart Grids

O Laboratório Multiusuário em Smart Grids é um ambiente de pesquisa, desenvolvimento e inovação tecnológica voltado ao estudo, simulação e validação de sistemas elétricos inteligentes. Vinculado à UNIJUÍ, o laboratório apoia atividades de ensino, pesquisa aplicada e prestação de serviços tecnológicos para empresas e indústrias da região Noroeste do Rio Grande do Sul, contribuindo para a modernização do setor elétrico regional.

Com infraestrutura avançada e equipamentos de última geração, o laboratório permite a análise em tempo real de fenômenos elétricos complexos, o desenvolvimento de soluções para monitoramento e controle de sistemas de potência, além de simulações em Hardwarein-the-Loop (HIL) e validações conforme normas técnicas nacionais e internacionais.

Entre os principais diferenciais do laboratório, destacam-se:

• Plataforma didática modular para simulação de redes inteligentes, incluindo fontes renováveis e controle distribuído;
• Simulador em tempo real OPAL-RT para integração com equipamentos físicos (HIL);
• Conjuntos de fontes e cargas programáveis de alta precisão para testes dinâmicos e harmônicos;
• Equipamentos para análise de qualidade de energia, aquisição de dados e osciloscopia avançada;
• Infraestrutura híbrida com geração fotovoltaica conectada a banco de baterias e inversores on-grid e off-grid

Essa estrutura robusta posiciona o laboratório como referência regional na realização de projetos de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I), formação de recursos humanos qualificados e suporte técnico especializado ao setor produtivo, com foco em soluções sustentáveis e inteligentes para os desafios do setor elétrico contemporâneo.

EQUIPAMENTOS DISPONIVEIS

Conjunto de Fontes e Cargas Programáveis ITECH

O laboratório conta com um avançado conjunto de equipamentos ITECH, composto por uma fonte de tensão AC programável IT7625 e uma carga eletrônica AC/DC IT8615, integrados em rack móvel com ventilação forçada e estrutura reforçada.

A ITECH IT7625 é uma fonte de alta performance, com capacidade para gerar formas de onda personalizadas e simular harmônicos, sendo ideal para testes em equipamentos que operam com redes elétricas complexas ou sujeitas a distorções. Possui interface intuitiva e suporta operação com frequência variável entre 45 Hz e 450 Hz.

A ITECH IT8615, por sua vez, é uma carga eletrônica AC/DC de última geração, com capacidade de operação entre 0 e 14,4 kVA. Permite medições precisas de tensão e corrente em tempo real, além de oferecer múltiplos modos de carga e funcionalidades para análise harmônica até a 50ª ordem.

Esses equipamentos são fundamentais para ensaios elétricos, testes de compatibilidade e desempenho de dispositivos eletroeletrônicos, contribuindo para pesquisas e serviços especializados em ambientes acadêmicos e industriais.

Conjunto de Fontes e Cargas Programáveis ITECH

Fonte de Tensão DC Programável Keithley 2230-30-6

A fonte Keithley 2230-30-6 é um equipamento de alta precisão com três canais de saída independentes, ideal para aplicações em testes e validações de dispositivos eletrônicos, circuitos e sistemas embarcados.

Dois dos canais oferecem tensão ajustável de 0 a 30 V com corrente de até 3 A cada, enquanto o terceiro canal fornece tensão de 0 a 6 V com corrente de até 5 A, totalizando uma capacidade de fornecimento de energia estável e versátil para múltiplos níveis de tensão simultaneamente.

Seu painel frontal intuitivo e sua interface digital facilitam a configuração dos parâmetros de tensão e corrente com alta exatidão. A fonte também permite operação remota, salvamento de configurações e monitoramento em tempo real dos valores aplicados.

Esse equipamento é essencial em ambientes de desenvolvimento, caracterização de protótipos e diagnóstico de placas eletrônicas, oferecendo confiabilidade e repetibilidade nos testes laboratoriais.

Fonte de Tensão DC Programável Keithley

Fontes Programáveis California Instruments – Modelos 4500L e 3001

As fontes programáveis California Instruments, modelos 4500L e 3001, são equipamentos de alta precisão destinados a aplicações em ambientes laboratoriais, desenvolvimento de produtos e testes de conformidade.

A fonte modelo 4500L oferece capacidade de corrente de até 16,7 A por fase, enquanto a fonte modelo 3001 suporta até 12,5 A por fase. Ambas operam com tensão ajustável na faixa de 0 a 300 V.

Permitem a simulação de distúrbios da rede elétrica, como variações de frequência, afundamentos e surtos de tensão. Os equipamentos contam ainda com sistemas de proteção integrados contra sobrecarga, sobrecorrente e superaquecimento, garantindo segurança e confiabilidade durante os ensaios.

Fontes Programáveis California Instruments

Gerador de Pulsos e Funções Keysight 81150ª

O laboratório conta com o gerador de pulsos e funções Keysight 81150A, um equipamento de alta precisão desenvolvido para aplicações em testes eletrônicos avançados, caracterização de dispositivos e desenvolvimento de sistemas. Capaz de gerar pulsos com frequências de até 330 MHz e formas de onda arbitrárias com tempos de subida e descida extremamente rápidos, o equipamento é ideal para aplicações que exigem rigor na análise da integridade do sinal.

Além da geração de formas de onda personalizadas, o 81150A também permite a inserção de ruído randômico ou repetitivo, simulando condições reais de operação em ambientes de comunicação, eletrônica digital e sistemas embarcados. Sua versatilidade e precisão o tornam um recurso essencial em ensaios que demandam controle e reprodutibilidade, atendendo a requisitos técnicos de ambientes de pesquisa, desenvolvimento e prestação de serviços especializados.

Gerador de Pulsos e Funções Keysight

Gerador de Funções Tektronix AFG1022

O laboratório dispõe do gerador de funções Tektronix AFG1022, um equipamento versátil utilizado para a geração de sinais senoidais, quadrados, triangulares e formas de onda arbitrárias com frequência de até 25 MHz. Este gerador é amplamente aplicado em testes de circuitos, prototipagem eletrônica e desenvolvimento de sistemas de comunicação.

O AFG1022 possui dois canais independentes e recursos de modulação integrados, incluindo AM, FM e FSK (Chaveamento por Deslocamento de Frequência), possibilitando a simulação de uma ampla gama de condições operacionais. Com elevada estabilidade e precisão, o equipamento permite a criação de sinais complexos e reprodutíveis, sendo essencial para ensaios e validações que exigem controle rigoroso dos parâmetros de entrada.

Gerador de Funções Tektronix

Multímetro e Sistema de Aquisição de Dados Keithley DAQ6510

O laboratório conta com o multímetro digital Keithley DAQ6510, um sistema avançado de aquisição de dados projetado para medições automatizadas e de longa duração em ambientes laboratoriais e industriais. Este equipamento realiza medições precisas de tensão, corrente, resistência, temperatura (por meio de sensores RTD, termopares ou termistores) e frequência, sendo ideal para aplicações que exigem alta confiabilidade e precisão metrológica.

O DAQ6510 possui armazenamento interno para registro contínuo de dados e uma interface gráfica intuitiva com tela sensível ao toque, facilitando a configuração de ensaios e a visualização em tempo real. Por meio de módulos multiplexadores expansíveis, o sistema pode ser configurado para monitorar até 80 canais de medição simultaneamente, oferecendo flexibilidade para testes complexos e ensaios multicanais. Trata-se de uma solução completa para aquisição de dados em projetos de pesquisa, desenvolvimento de produtos e validação de sistemas.

Sistema de Aquisição de Dados Keithley

Osciloscópio Digital Keysight DSOS104A

O laboratório conta com o osciloscópio digital Keysight DSOS104A, um equipamento de alta performance com largura de banda de 1 GHz e quatro canais analógicos, ideal para análises detalhadas de sinais em aplicações profissionais de eletrônica, telecomunicações e pesquisa acadêmica.

Este modelo da série Infiniium S oferece recursos avançados, como gerador de funções integrado (WaveGen), decodificação de protocolos seriais, teste de máscara e análise matemática. Possui armazenamento interno, portas de comunicação LAN, USB e HDMI, além de permitir controle remoto via o software PathWave, facilitando a automação de testes e o monitoramento remoto.

Sua interface intuitiva e tela de alta resolução permitem uma visualização clara das formas de onda e a realização de medições precisas, tornando-o uma ferramenta essencial para o desenvolvimento, caracterização e validação de sistemas eletrônicos complexos.

Osciloscópio Digital Keysight

Osciloscópio Digital Agilent Technologies DSO-X 3024ª

O laboratório dispõe do osciloscópio digital Agilent Technologies DSO-X 3024A, um equipamento de alto desempenho com largura de banda de 200 MHz e quatro canais analógicos, ideal para a análise de sinais elétricos em tempo real.

Entre seus recursos analíticos avançados, destacam-se a análise no domínio da frequência por meio de FFT (Transformada Rápida de Fourier), a execução de funções matemáticas em tempo real e uma ampla variedade de modos de disparo (trigger), incluindo por borda, pulso e sinal digital. Esses recursos permitem uma investigação precisa do comportamento de circuitos eletrônicos, mesmo em condições dinâmicas e complexas.

Com interface intuitiva, tela de alta resolução e operação amigável, o DSO-X 3024A é uma ferramenta essencial em ambientes de desenvolvimento, ensino e validação de sistemas, contribuindo significativamente para a confiabilidade e eficiência nos processos de teste e análise de circuitos.

Osciloscópio Digital Agilent

Analisador de Qualidade de Energia Dranetz HDPQ VisaPLUS

O laboratório conta com o analisador portátil de qualidade de energia elétrica Dranetz HDPQ VisaPLUS, projetado para monitoramento avançado e diagnóstico de sistemas elétricos com alta precisão. O equipamento está em conformidade com as normas IEEE 1159, IEC 61000-4-30 Classe A e ANSI C12.20, garantindo confiabilidade nos registros e análises.

Capaz de medir tensões de até 600 V RMS e correntes de até 5.000 A (com uso de transformadores de corrente apropriados), o HDPQ VisaPLUS realiza a captura de harmônicas até a 128ª ordem, além de detectar flicker, desequilíbrios e eventos transitórios com resolução temporal de 1 µs.

Trata-se de uma ferramenta essencial para auditorias energéticas, identificação de falhas em sistemas elétricos e verificação de conformidade com requisitos normativos, sendo amplamente utilizado em aplicações industriais, comerciais e de pesquisa aplicada.

Analisador de Qualidade de Energia Dranetz

Analisador de Redes Portátil Agilent Technologies FieldFox N9912A

O laboratório conta com o analisador de redes portátil Agilent Technologies FieldFox N9912A, um instrumento multifuncional projetado para medições em sistemas de radiofrequência (RF) e micro-ondas. Reunindo em um único equipamento as funcionalidades de analisador de espectro, analisador de redes vetorial (VNA) e medidor de potência, o FieldFox N9912A oferece alto desempenho e praticidade em campo ou em bancada.

O equipamento é capaz de realizar medições precisas de parâmetros S, análise espectral em tempo real e detecção de falhas em cabos e conexões, sendo fundamental para aplicações como manutenção de redes de telecomunicações, ajuste fino de antenas, verificação de integridade de enlaces e caracterização de componentes de RF.

Compacto, robusto e com operação intuitiva, o FieldFox N9912A é uma ferramenta indispensável para ambientes que exigem confiabilidade, portabilidade e precisão nas medições em altas frequências.

Analisador de Redes Portátil Agilent

Impressora 3D FlashForge Guider IIs

O laboratório dispõe da impressora 3D profissional FlashForge Guider IIs, desenvolvida para aplicações de prototipagem rápida e fabricação de peças técnicas com alto desempenho. Equipada com sistema de extrusão robusto e confiável, a Guider IIs utiliza a tecnologia FDM (Modelagem por Fusão e Deposição), permitindo a produção de modelos com excelente qualidade dimensional e acabamento superficial.

Compatível com uma ampla variedade de filamentos termoplásticos, como PLA, ABS, PETG e TPU, a impressora oferece flexibilidade para o desenvolvimento de soluções em engenharia, design e manufatura aditiva. Seu compartimento fechado, controle de temperatura e interface amigável garantem maior precisão e repetibilidade nas impressões.

Trata-se de uma ferramenta essencial para o desenvolvimento de protótipos funcionais, peças customizadas e experimentações no contexto de pesquisa aplicada e inovação tecnológica.

Impressora 3D FlashForge

Simulador em Tempo Real OPAL-RT OP5650

O laboratório é equipado com o simulador em tempo real OPAL-RT OP5650, um sistema avançado de Hardware-in-the-Loop (HIL) desenvolvido para a simulação precisa de sistemas elétricos e eletrônicos complexos. Esta tecnologia permite conectar dispositivos físicos reais — como controladores, inversores ou unidades de proteção — a um ambiente virtual que simula, em tempo real, as condições operacionais do sistema a ser testado.

O OP5650 possibilita, por exemplo, a simulação de redes elétricas completas com alto nível de detalhe e resposta dinâmica precisa. Os sinais de interesse são disponibilizados nas saídas do sistema, permitindo validar a atuação de equipamentos como religadores, controladores de tensão ou proteções digitais com fidelidade e segurança, sem a necessidade de testes em campo.

Trata-se de uma plataforma essencial para pesquisa, desenvolvimento e validação de soluções em sistemas de potência, eletrônica de potência e controle, sendo amplamente utilizada por indústrias, universidades e centros de inovação em energia.

Simulador em Tempo Real OPAL-RT

Plataforma De Lorenzo

O laboratório conta com a plataforma didática de Smart Grid da De Lorenzo, um sistema modular de bancada que simula, em escala reduzida, uma rede elétrica completa — desde a geração até o consumo final. O conjunto é composto por módulos independentes que representam diferentes elementos do sistema elétrico, permitindo a reprodução de condições reais de operação e análise.

Entre os módulos, encontram-se unidades para simulação de geração convencional (hidrelétrica e termelétrica) e fontes renováveis (solar e eólica), além de blocos dedicados à transmissão, distribuição e controle de energia elétrica. O sistema contempla também uma variedade de cargas — resistivas, indutivas e capacitivas — possibilitando a modelagem de distintos perfis de consumo energético.

Integrada a uma plataforma SCADA, a estrutura permite o monitoramento e controle em tempo real de todo o sistema, além da coleta contínua de dados para estudos de eficiência, confiabilidade e resposta dinâmica. Trata-se de uma ferramenta essencial para a formação prática de estudantes, desenvolvimento de pesquisa aplicada e prestação de serviços especializados na área de redes inteligentes.

Plataforma De Lorenzo

Central hibrida geradora fotovoltaica com banco de baterias

A central geradora fotovoltaica é composta por 36 painéis solares com potência nominal de 550 W cada, totalizando uma capacidade instalada de 19,8 kW. O sistema está dividido em dois arranjos distintos:

1. Um conjunto de 9 painéis, totalizando 4,95 kW, está conectado a um inversor grid-tie Solis S6-EH1P5K-L-EU de 5 kW. Este equipamento opera em paralelo com a rede elétrica, incorporando proteção anti-ilhamento conforme exigências normativas, e permite a injeção de excedentes energéticos na rede pública.
2. As 27 placas restantes, 14,85 kW são ligadas a um inversor híbrido Canadian Solar CSI-15K-T400GLO1-E de 15 kW, que possui um banco de baterias de 100 Ah.

O sistema híbrido pode operar on-grid, com carregamento de baterias e injeção dos excedentes na rede, de maneira similar a qualquer outro inversor fotovoltaico.

Ou em modo off-grid, sem a presença de uma rede de energia externa, utilizando o banco de baterias para manter sua saída estável durante períodos de intermitência na geração solar.

Central hibrida geradora fotovoltaica com banco de baterias

Para solicitar o uso do laboratório ou obter mais informações sobre os serviços disponíveis, entre em contato através do e-mail de agendamentos: smartgrids@unijui.edu.br