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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise das técnicas de rastreamento do ponto de máxima potência em sistemas fotovoltaicos utilizando um conversor CC/CC elevador
Título(s) alternativo(s): Analysis of maximum power point tracking techniques in photovoltaic systems using a step-up DC/DC converter
Autor(es): Reis, Joaquim Henrique
Primeiro Orientador: Chaves, Eric Nery
metadata.dc.contributor.referee1: Chaves, Eric Nery
metadata.dc.contributor.referee2: Viajante, Ghunter Paulo
metadata.dc.contributor.referee3: Silva, Sergio Batista da
Resumo: No atual cenário global, a crise das fontes de energia convencionais contrasta com a crescente demanda, razão pela qual surge a busca por fontes alternativas, renováveis e de baixo custo e é nesse contexto que a energia solar tem apresentado uma crescente evolução, sobretudo na forma de eletricidade, por meio da conversão fotovoltaica. Nesse aspecto, e considerando o baixo rendimento desse tipo de sistema, o presente trabalho trata das técnicas de rastreamento do ponto de máxima potência aplicadas em sistemas fotovoltaicos. Mais especificamente, com ênfase nos mecanismos de controle do conversor de corrente contínua, que no caso é um do tipo elevador de tensão. Além disso, destaca-se a natureza do trabalho experimental, os componentes utilizados, e a implementação das técnicas baseadas em perturbação e observação, que exploram o conjunto de soluções numa vizinhança próxima, modificando uma variável de atuação. No caso, foi considerada inicialmente a tensão e posteriormente a razão cíclica, proporção do ciclo ativo do conversor, assim como a técnica de perturbação a um passo variável, ou condutância incremental, que considerou a variação da potência em relação à tensão. Ao final, o trabalho mostra alguns resultados em termos de potência e energia elétrica, em que é possível ver as oscilações da geração fotovoltaica, numa combinação dos fatores ambientais e das particularidades do algoritmo embarcado na estrutura de controle do conversor. A partir de todos os testes, é possível identificar algumas das características próprias do P&O de tensão, da razão cíclica, o Condutância Incremental e relacionar com o desempenho na conversão fotovoltaica.
Abstract: Nowadays, the offer on traditional power energy sources has not became enough to supply the increasing demand. Therefore, it researches alternatives, and they need to be renewable and cheap, as well as the promisor solar systems, which applications it is increasing exponentially around the world, mainly by the photovoltaic conversion. About it, and if it is considered the photovoltaics’ low efficiency, this paper considers the maximum power point tracking algorithms applied on photovoltaic systems. More specifically, it will be stressed the control mechanisms under the voltage step up converter. Moreover, they will be presented the experimental methods, like devices’ specifications, and the maximum power point tracking algorithms based on perturbe and observe, which explore the solutions’ set locally, by perburbation under an input variable. Initially, this input variable will be considered the voltage and, in a second test, the duty cycle, which is the proportion between the cycle of converter’s turn on and total periods. Next, it will be presented the incremental conductance, an algorithm based on variable step, which is evaluated if it is considered the derivative ratio between power and voltage. At last, it will be presented results about power and enrgy conversion, as well the generation oscillations of photovoltaics, like a result of environment state and particularities of the algorithms embeeded on converter’s control unit. After all experiments, it is posible observe some of proper characteristics about input voltage and duty cycle P&O MPPT algorithms, as well Incremental Conductance, and their influence under the photovoltaic conversion’s performance.
Palavras-chave: Sistemas fotovoltaicos
Rastreamento
Ponto de máxima potência
CNPq: Engenharias
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Itumbiara
Citação: [1] Agência Nacional de Energia Elétrica. Atlas de energia elétrica do Brasil. 3. ed. – Brasília : Aneel, 2008. ISBN: 978-85-87491-10-7. [2] Empresa de Pesquisas Energéticas. Nota técnica DEA 19/14 - Inserção da Geração Fotovoltaica Distribuída no Brasil - Condicionantes e Impactos. Rio de Janeiro : EPE, outubro de 2014. [3] Empresa de Pesquisas Energéticas. Nota técnica EPE - Análise da Inserção da Geração Solar na Matriz Elétrica Brasileira. Rio de Janeiro : EPE, maio de 2012. [4] Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa no 687. Revisão da REN 482, 24 de novembro de 2015. [5] PINHO, J.T., GALDINO, M.A.. Manual de Engenharia para Sistemas Foto voltaicos. Rio de Janeiro : CEPEL - CRESESB, março de 2014. [6] MARTINS, D. C., COELHO, F. R., SANTOS, W. M.. Minicurso - Técnicas de Rastreamento de Máxima Potência para Sistemas Fotovoltaicos: Revisão e Novas Propostas. XI Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência (COBEP), setembro de 2011. [7] FALCÃO, V.D.. Fabricação das Células Solares CdS/CdTe. Rio de Janeiro : IME, 2005 - Dissertação de Mestrado. [8] TREVELIN, F.C.. Estudo Comparativo Entre Métodos de Rastreamento Solar Aplicados a Sistemas Fotovoltaicos. São Carlos : USP, junho de 2014 - Trabalho de Conclusão de Curso. [9] REIS, A.L., VIANNA, J.T., MELO, L.M, VIEIRA, L.P., SANTOS, R.V.. Teoria Geral das Fontes de Alimentação Lineares. UFJF, setembro de 2011. [10] CZARKOWSKI, D., RASHID, M.H. et. al.. Power Electronics Handbook/ Chapter 13 - DC/DC Converters. 3.ed. - EUA, 2011. ISBN 978-0-12-382036-5. [11] POMÍLIO, J.A.. Fontes Chaveadas/ Cap.1 - Topologias Básicas de Converso res CC/CC não-isolados. Faculdade de Engenharia Elétrica, Unicamp. Campinas, julho de 2014. [12] TAHERI, H., SALAM, Z., ISHAQUE, K. and SYAFARUDDIN. A Novel Ma ximum Power Point Tracking Control of Photovoltaic System Under 122 Referências Partial and Rapidly Fluctuating Shadow Conditions Using Differential Evolution. Industrial Electronics & Applications (ISIEA), 2010 IEEE Symposium on. [13] EL CHAAR, L., RASHID, M.H. et. al..Power Electronics Handbook/ Chapter 27 - Photovoltaic System Conversion. 3.ed. - EUA, 2011. [14] SOBREIRA JR., P. A., VILLALVA, M.G., BARBOSA, P.G. et. al.. Compara tive Analysis of Current and Voltage-Controlled Photovoltaic Maximum Power Point Tracking. UFJF, 2011. [15] LIU, C., WU. B, CHEUNG R.. Advanced Algorithm for MPPT Control of Photovoltaic Systems. Canadian Solar Buildings Conference, Montreal, agosto de 2004. [16] JIANG, L., ZHANG, W., DONG, D., CVETKOVIC, I. et. al.. R-Based MPPT Method for Smart Converter PV System. Applied Power Electronics Confe rence and Exposition (APEC), 2012 Twenty-Seventh Annual IEEE, pp. 2072-2079. [17] NISE, N. S. Engenharia de sistemas de controle. 6. ed. - Rio de Janeiro: LTC, 2012. [18] BARBI, Ivo. Modelagem de Conversores CC/CC empregando modelo mé dio em espaço de estados. Florianópolis, 2015. [19] SEIDEL, A. R. BOTTERÓN, F., BISOGNO, F. E.. Projeto de Circuitos Mag néticos e Eletrônicos. PPGEE - Mestrado, UFSM, 2001.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/1178
Data do documento: 8-Abr-2016
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