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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/66741| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico |
| Título em inglês: | Bidirectional high voltage gain boost converter applied to a photovoltaic system |
| Autor(es): | Henn, Gustavo Alves de Lima |
| Orientador: | Barreto, Luiz Henrique Silva Colado |
| Coorientador: | Oliveira Júnior, Demercil de Souza |
| Palavras-chave: | Conversores de corrente elétrica;Engenharia elétrica;Geração de energia fotovoltaica;Eletrônica de potência |
| Data do documento: | 2008 |
| Citação: | HENN, G. A. L. Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico. 2008. 83 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará. Departamento de Engenharia Elétrica, Fortaleza- CE, 2008. |
| Resumo: | Tendo em vista superar as dificuldades apresentadas na utilização comercial de painéis fotovoltaicos em sistemas elétricos convencionais de baixa tensão, este trabalho tem por objetivo analisar e implementar um conversor elevador de tensão de alto ganho alimentado por painéis fotovoltaicos, bem como um conversor bidirecional de alto ganho para as baterias, as quais são utilizadas para armazenar o excedente de energia produzida pelos painéis, além de suprir a carga quando a energia produzida pelos mesmos for insuficiente. Foi ainda implementado um controle MPPT do tipo “perturbe e observe” para o conversor boost de alto ganho a fim de garantir a máxima extração de potência dos painéis. Já o controle do conversor bidirecional resume-se a uma malha de tensão que garante um nível constante de 180 V na carga. Este nível de tensão foi escolhido de forma que possa ser utilizado futuramente para alimentar um inversor, a fim de que seja convertido em uma tensão de 110 VRMS, tornando possível a integração à rede elétrica. Além disso, a estratégia de controle do acionamento de ambos os conversores foi implementado digitalmente em microcontroladores do tipo PIC 16F877. As principais características dos conversores propostos são: controle e acionamento bastante simples, esforços de tensão reduzidos nos semicondutores, presença de uma célula de acoplamento magnético que permite a obtenção de um ganho estático bastante elevado, e operação dos elementos magnéticos com o dobro da frequência de chaveamento. A análise teórica dos dois conversores, a metodologia de projeto, a simulação e os resultados experimentais de um protótipo de 500 W de potência são apresentados para validar o princípio de funcionamento do sistema proposto. |
| Abstract: | Aiming to overtake the issues caused by interconnecting photovoltaic panels to the conventional low voltage electric system, this work presents the analysis and the implementation of a high voltage gain boost converter connected to photovoltaic panels, and a bidirectional high voltage gain converter connected to a bank of batteries, which are used to store the excess of energy produced by the modules, and to supply the load when the panels cannot do it by themselves. A “perturb and observe” MPPT control algorithm for the high voltage gain boost converter was implemented to extract the maximum power from the photovoltaic panels. The control of the bidirectional converter is implemented in order to guarantee a 180 Vdc output voltage. This voltage level was chosen because it can be used to transform it in a 110 VRMS voltage by connecting the system to an inverter in the future. Besides, the algorithm control from both converters was implemented in a fully digital way. The main features of the proposed converters are: very simple switching control, low voltage stress levels on the switches, the presence of a magnetic coupling cell, which allows an even higher gain, and the magnetic components operating with the double of switching frequency. Theoretical analysis, design procedure, simulations and experimental results from a 500 W laboratory prototype are presented in order to validate the operation principle of the proposed system. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66741 |
| Aparece nas coleções: | DEEL - Dissertações defendidas na UFC |
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