Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52893
Title in Portuguese: Análise comparativa das técnicas de MPPT, P&O, Sliding Mode e Backstepping aplicadas a sistemas fotovoltaicos
Author: Silva, Robson Taveira Gonçalves da
Advisor(s): Antunes, Fernando Luiz Marcelo
Keywords: Engenharia elétrica
Sistemas de energia fotovoltáica
Photovoltaic
Backstepping
Issue Date: 2020
Citation: SILVA, R. T. G. da. Análise comparativa das técnicas de MPPT, P&O, Sliding Mode e Backstepping aplicadas a sistemas fotovoltaicos. 2020. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: Os sistemas fotovoltaicos possuem a característica de converter a energia solar em elétrica, mas a eficiência na conversão depende, em grande parte, de condições ambientais, como irradiação e temperatura nas células fotovoltaicas. Este trabalho apresenta análises, em simulação computacional, de três técnicas que objetivam a busca do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking – MPPT) do sistema solar. As técnicas estudadas são: a perturba e observa P&O, módulos deslizantes (Sliding Mode Control – SMC) e o controle Backstepping. Para as análises formam adotados dois tipos de sistemas, tendo variação de potência aplicada em cada um deles. O primeiro sistema apresenta um arranjo de dois módulos fotovoltaicos ligados em paralelo com um total de potência de 110W, o segundo arranjo apresenta quatro módulos em paralelo, com um total de 220W. Em ambos os arranjos foram simulados um efeito de sombreamento, assim pôde ser observado a resposta das técnicas de MPPT para variação de potência dos sistemas e efeito de sombreamento. Conectando os módulos a uma carga resistiva, foi usado um conversor estático de corrente continua CC-CC. A topologia selecionada foi o Boost clássico, por apresentar a característica de elevação de tensão. Ao final das análises pode ser observar que o algoritmo P&O obteve os menores valores de potência extraída em todas as combinações de sistema, o SMC apresentou-se vantajoso no sistema de menor potência, já o Backstepping teve a melhor resposta nos transientes de potência e maior extração de potência no sistema de maior potência. Por ter tido um melhor desempenho, a técnica Backstepping foi aplicada a um conversor CC-CC de alto ganho.
Abstract: Photovoltaic systems have the characteristic of converting solar energy into electrical energy, but the efficiency of the conversion depends largely on environmental conditions such as irradiation and temperature in the photovoltaic cells. This work presents analises, in computer simulation, of three techniques that aim the search of the Maximum Power Point Tracking (MPPT) of the PV system. The studied techniques are: disturb and observe P&O, Sliding Mode Control (SMC) and Backstepping control. For the analyzes, two types of systems were adopted, with power variation applied in each one. The first system has an array parallel connected PV modules with a total power of 110 W, the second arrangement has four modules in parallel with a total of 220 W. In both arrangements, a shading effect was simulated, so that the MPPT techniques response for the system power variation and the shading effect could be observed. Connecting the modules to a resistive load, a static DC-DC converter was used. The selected topology was the classic Boost, as it presents the characteristic of tension elevation. At the end of the analysis it can be observed that the P&O algorithm obtained the lowest values of extracted power in all system combinations, SMC was advantageous in the lower power system, while Backstepping had the best response in power transients and higher power extraction in the higher power system. Due to its better performance, the Backstepping technique was applied to a high gain DC-DC
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52893
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DEEL - Dissertações defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2020_dis_rtgsilva.pdf6,1 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.