Publicação
Seguidor do ponto de máxima potência multi-conversor para sistemas solares fotovoltaicos
| Resumo: | Com o decorrer dos anos o panorama energético mundial tem vindo a modificar-se, numa tentativa contínua de proporcionar o desenvolvimento económico da sociedade moderna, de forma sustentável e com o mínimo de consequências para o meio ambiente. A produção de energia já não depende exclusivamente da queima de combustíveis fósseis. Atualmente realizam-se esforços no sentido de desenvolver tecnologia que possibilite aumentar a eficiência e reduzir os custos, na obtenção de energia a partir de fontes não poluentes e renováveis. Em virtude disso e pela elevada disponibilidade da sua fonte de energia, o sol, os sistemas solares fotovoltaicos têm-se afirmado como uma das melhores apostas na área das energias renováveis. A potência instantânea extraída de um sistema solar fotovoltaico está constantemente a alterar-se, devido a variações nas condições ambientais a que está submetido, em especial a radiação. Numa instalação solar com os painéis conectados em serie, basta um ficar sujeito a sombra para que os restantes sejam afetados de modo igual (efeito sombra). A este fator estão associadas perdas de rendimento consideráveis. Esta Dissertação descreve o estudo, implementação e teste de um Seguidor do Ponto de Máxima Potência Multi-Conversor para Sistemas Solares Fotovoltaicos, capaz de otimizar a produção de energia e compensar o efeito sombra sobre um, ou mais, painéis de uma instalação solar. A solução desenvolvida é constituída por um conversor CC-CC do tipo Boost, cujo controlo é baseado no algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracker) designado Perturbação e Observação. Esta técnica permite acompanhar de forma dinâmica as flutuações de potência de um painel ao longo do dia, fazendo com que este opere sempre no seu ponto de máxima potência. Para compensar o efeito sombra recorreu-se à topologia Module Integrated Converter (MIC), que consiste na utilização de um conversor de potência dedicado para cada painel da instalação solar. Por isso, para que esta solução se torne viável, é fundamental que o protótipo implementado seja autónomo, de dimensões reduzidas, eficiente e de baixo custo. Neste documento são apresentados os resultados de simulação, o hardware de potência, de controlo e de alimentação selecionado, e por fim são relatados os resultados experimentais obtidos em ambiente laboratorial e em ambiente real que comprovam o funcionamento do sistema implementado. |
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| Autores principais: | Carvalho, Pedro António Igreja de |
| Assunto: | Efeito sombra MIC MPPT Conversor CC-CC boost Sistema solar fotovoltaico Energias renováveis Shadow effect Boost DC-DC converter Photovoltaic solar system Renewable energies |
| Ano: | 2013 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Com o decorrer dos anos o panorama energético mundial tem vindo a modificar-se, numa tentativa contínua de proporcionar o desenvolvimento económico da sociedade moderna, de forma sustentável e com o mínimo de consequências para o meio ambiente. A produção de energia já não depende exclusivamente da queima de combustíveis fósseis. Atualmente realizam-se esforços no sentido de desenvolver tecnologia que possibilite aumentar a eficiência e reduzir os custos, na obtenção de energia a partir de fontes não poluentes e renováveis. Em virtude disso e pela elevada disponibilidade da sua fonte de energia, o sol, os sistemas solares fotovoltaicos têm-se afirmado como uma das melhores apostas na área das energias renováveis. A potência instantânea extraída de um sistema solar fotovoltaico está constantemente a alterar-se, devido a variações nas condições ambientais a que está submetido, em especial a radiação. Numa instalação solar com os painéis conectados em serie, basta um ficar sujeito a sombra para que os restantes sejam afetados de modo igual (efeito sombra). A este fator estão associadas perdas de rendimento consideráveis. Esta Dissertação descreve o estudo, implementação e teste de um Seguidor do Ponto de Máxima Potência Multi-Conversor para Sistemas Solares Fotovoltaicos, capaz de otimizar a produção de energia e compensar o efeito sombra sobre um, ou mais, painéis de uma instalação solar. A solução desenvolvida é constituída por um conversor CC-CC do tipo Boost, cujo controlo é baseado no algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracker) designado Perturbação e Observação. Esta técnica permite acompanhar de forma dinâmica as flutuações de potência de um painel ao longo do dia, fazendo com que este opere sempre no seu ponto de máxima potência. Para compensar o efeito sombra recorreu-se à topologia Module Integrated Converter (MIC), que consiste na utilização de um conversor de potência dedicado para cada painel da instalação solar. Por isso, para que esta solução se torne viável, é fundamental que o protótipo implementado seja autónomo, de dimensões reduzidas, eficiente e de baixo custo. Neste documento são apresentados os resultados de simulação, o hardware de potência, de controlo e de alimentação selecionado, e por fim são relatados os resultados experimentais obtidos em ambiente laboratorial e em ambiente real que comprovam o funcionamento do sistema implementado. |
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