Uso eficiente da energia elétrica aplicando a teoria da potência instantânea

O crescimento exponencial da demanda energética global, em conjunto com a imperativa necessidade de promover a sustentabilidade ambiental, tem fomentado a pesquisa e o desenvolvimento de metodologias avançadas focadas na otimização e uso eficiente da energia elétrica. Neste cenário de transição energética, com a crescente integração de fontes renováveis e a expansão da geração distribuída, o setor elétrico enfrenta desafios complexos para manter a qualidade do fornecimento e a eficiência operacional. A teoria da potência instantânea, conhecida como teoria p-q (p-q theory), emerge como uma ferramenta de análise matemática altamente eficaz, concebida para fornecer uma compreensão detalhada dos fluxos de potência ativa e reativa em sistemas trifásicos. Sua relevância é particularmente acentuada em condições de operação não lineares e desequilibradas, onde métodos convencionais de medição de potência se tornam insuficientes. Este trabalho propõe a aplicação da teoria da potência instantânea ao estudo aprofundado da eficiência energética em sistemas elétricos, com uma ênfase particular em aplicações de geração fotovoltaica. A metodologia adotada é abrangente e segue uma abordagem qualitativa, iniciando-se com uma robusta revisão bibliográfica dos artigos clássicos sobre a teoria p-q e a qualidade de energia, incluindo a modelagem matemática das equações de potência instantânea e a realização de simulações computacionais utilizando o ambiente MATLAB/Simulink, cujo uso possibilitará a avaliação do sistema. Futuramente, este estudo integra a análise de dados reais obtidos a partir de estações solarimétricas padronizadas pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE). São também exploradas e avaliadas as soluções tecnológicas baseadas em rastreadores solares (trackers), que possuem a capacidade de aumentar significativamente a captação de irradiância e a eficiência na geração de energia. Os resultados esperados e as contribuições deste trabalho englobam a efetiva redução de perdas energéticas decorrentes de distorções harmônicas e desequilíbrios, o maior aproveitamento da energia solar com o uso de tecnologias de rastreamento e a proposição de um sistema experimental para validação em ambiente acadêmico, especificamente no campus do Instituto Federal do Paraná (IFPR).