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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31457| Título: | Estudo de conversor CC-CC buck-boost não inversor síncrono: aplicação em sistemas fotovoltaicos |
| Título(s) alternativo(s): | Study of synchronous DC-DC converter buck-boost non-inverter: photovoltaic system application |
| Autor(es): | Krepkij, Emilly Zucunelli |
| Orientador(es): | Oliveira, Alberto Vinicius de |
| Palavras-chave: | Sistemas de energia fotovoltaica Conversores de corrente elétrica Eletrônica de potência Photovoltaic power systems Electric current converters Power electronics |
| Data do documento: | 8-Dez-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Toledo |
| Citação: | KREPKIJ, Emilly Zucunelli. Estudo de conversor CC-CC buck-boost não inversor síncrono: aplicação em sistemas fotovoltaicos. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2022. |
| Resumo: | A geração de energia elétrica por meio de fontes renováveis está em constante crescimento no Brasil e no mundo. Dentre elas, destaca-se a geração de energia solar, a qual é composta por painéis fotovoltaicos que convertem a incidência de luz em energia elétrica. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar uma alternativa técnica que aumente a eficiência de sistemas fotovoltaicos, cuja geração de energia seja reduzida por interferência de sombreamentos e/ou incompatibilidade dos parâmetros elétricos de painéis fotovoltaicos. Portanto, o objeto de estudo deste trabalho é um conversor integrado de módulo fotovoltaico que consistem em conversores CC-CC acoplados às saídas de painéis fotovoltaicos e que extraem sua máxima potência. Para isso, é realizado um estudo na topologia de conversor CC-CC buck-boost não inversor síncrono, por meio de modelagem em espaço de estados médios e análise de funções de transferência. A resposta em frequência do sistema, nos modos independentes buck e boost, foi analisada para o controle das malhas de tensão e de corrente do sistema, por meio de compensador Proporcional-Integral. Além disso, o algoritmo para rastrear o ponto máxima potência do painel fotovoltaico foi o de Condutância Incremental. Em ambos os modos de atuação do conversor, a potência máxima extraída apresentou uma eficiência de aproximadamente 99%. A validação do funcionamento completo foi realizada por simulação do conversor CC-CC atuando nos modos independentes buck e boost, considerando um painel fotovoltaico como fonte de alimentação com diferentes valores de irradiância solar para uma temperatura fixa. Em ambos os modos, houve uma redução no tempo de estabilização da tensão do painel fotovoltaico quando a irradiância solar incidente aumentava, com o maior tempo dado no modo buck. |
| Abstract: | Energy generation from renewable sources has been growing in Brazil, mainly due to the expansion of solar energy, which is composed of photovoltaic panels that convert the incidence of light into electrical energy. In this context, this work aims to present a technical alternative that increases the efficiency of photovoltaic systems affected by shading interference and electrical characteristic mismatches. Therefore, the present work studied an integrated photovoltaic module DC-DC converter that tracks the panel’s maximum power. In this case, a synchronous DC-DC converter non-inverter buck-boost is developed from the state-space modeling and its transfer functions. In addition, Proportional-Integral controllers were determined from the frequency response analysis for independent buck and boost modes, considering both voltage and current loops. The maximum power values were extracted by an algorithm Incremental Conductance method, which showed an efficiency of approximately 99 %. The validation of the whole system is based on simulation (software PSIM) of the DC-DC converter for both independent buck and boost modes, using a photovoltaic panel as its DC power source with different solar irradiance values at a fixed temperature. For both modes, there was a reduction in the PV array voltage stabilization time when incident solar irradiance increased, with the longest time given in buck mode. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31457 |
| Aparece nas coleções: | TD - Engenharia Eletrônica |
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