�rea Cient�fica: Electrónica de Potência
Interface entre um painel fotovoltaico e a rede elétrica
Publicada a 2014-02-04
Aluno: Daniel Jorge Dourado Pereira      N�mero: 52685       Email: a52685@hotmail.com
Data in�cio: 02/11/2012      Data Conclus�o: 19/12/2013 

Orientador(es):
Nome: Manuel João Sepúlveda Mesquita de Freitas      Email: mjs@dei.uminho.pt   

Arguente(s):
Nome: Henrique Nuno Baptista Gonçalves       Email: hgoncalves@dei.uminho.pt 
Data da defesa: 19/12/2013      Sala: B3.44/45 - 13:30

Descri��o:

Descrição:

O grande impacto ambiental provocado pela produção de energia, através dos combustíveis fósseis, acrescentando a subida descontrolada dos preços dos mesmos e a sua escassez, desperta um maior interesse na área das energias renováveis. Com isto, e face á situação económica mundial e ao agravamento do aquecimento global, surge uma enorme necessidade de obtenção de energia através de fontes de energia renováveis, visto que estas são inesgotáveis e não possuem um grande impacto ambiental.

Nos dias de hoje, os sistemas solares fotovoltaicos são largamente utilizados devido: á baixa manutenção que necessitam, ao facto de não poluírem, utilizarem uma fonte inesgotável, o seu tempo de vida útil elevado, silenciosos [1] e á sua vasta e fácil aplicabilidade, de onde se destacam as seguintes aplicações: carregamento de baterias, bombeamento de água, fontes de energia domésticas, sistemas de aquecimento de piscinas [2]. Contudo, a grande desvantagem destes sistemas é o custo inicial ser consideravelmente elevado [1].

No ponto de vista de aplicações autónomas, há já muitos anos que os sistemas solares fotovoltaicos são a melhor solução para inúmeras aplicações de baixa potência, estando inclusive bastante consolidados no mercado. Para aplicações de média potência em locais isolados, como por exemplo uma aldeia situada algures num monte, são já há algum tempo uma solução bastante viável, tanto a nível monetário como a nível ambiental [3].

Para um melhor aproveitamento da energia solar, os painéis solares fotovoltaicos devem operar no seu ponto máximo de potência. O grande problema é que, devido a problemas ambientais como sombras ou pouca radiação solar, a potência instantânea está constantemente a alterar-se e, por conseguinte, o seu ponto máximo de potência também se altera. Assim, para a obtenção de uma maior eficiência, utiliza-se um circuito designado por MPPT (Maximum Power Point Tracker), fazendo com que os painéis passem a operar sempre no seu ponto máximo de potência.

            Quanto ao interface entre um painel fotovoltaico e a rede elétrica, a solução utilizada nesta dissertação passará por um conversor CC-CC e um conversor CC-CA. Sendo o primeiro para elevar a tensão fornecida pelo painel e para encontrar o ponto máximo de tensão, utilizando para este ultimo um sistema MPPT e o segundo para modelar a tensão de modo a obter uma onda sinusoidal de 50 Hz, possibilitando assim a sua injeção na rede elétrica [4].


Objectivos:
  • Estudo de topologias utilizadas na interface entre um painel fotovoltaico e a rede elétrica.
  • Elaborar o conversor CC-CC com MPPT.
  • Elaborar o circuito inversor.
  • Testar o projeto desenvolvido e interpretar os resultados obtidos.

Tarefas:

1.     Estudo das topologias utilizadas na interface entre um painel solar e a rede elétrica.

2.     Estudo e simulação do conversor com MPPT.

3.     Estudo e simulação do circuito inversor.

4.     Simulação do sistema de interface do painel solar com a rede elétrica.

5.     Implementação de conversor CC-CC controlado com MPPT.

6.     Implementação de um inversor para fazer a interface com a rede.

7.     Testes experimentais ao sistema desenvolvido.

8.     Escrever a dissertação.

 

Cronograma:

  • Tarefa 1: 1 mês.
  • Tarefa 2: 1 mês.
  • Tarefa 3: 1 mês.
  • Tarefa 4: 1 mês.
  • Tarefa 5: 2 meses.
  • Tarefa 6: 2 meses.
  • Tarefa 7: 1 mês.
  • Tarefa 8: concorrente com as anteriores.

 

Referências Bibliográficas:

 

[1] - X.Sun, W.Wu, Xin Li and Q.Zhao, "A Research on Photovoltaic Energy Controlling System with Maximum Power Point Tracking," in  Power Conversion Conference , 2002, pp. 822-826.

[2] - N. A. Rahim and S. Mekhilef, "Implementation of three-phase grid connected inverter for photovoltaic solar power generation system," in Proc. IEEE PowerCon, Oct. 2002, vol. 1, pp. 570-573.

[3] - Proença, E. (2007). "A energia fotovoltaica em Portugal". Dissertação de mestrado, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa.

[4] - Aniceto, J. (2010). "Conversor DC-DC com busca de ponto de potência máxima (MPPT) para painéis solares". Dissertação de mestrado, Universidade Nova de Lisboa, Lisboa.

[5] - C. Hua and C. Shen, "Study of maximum power tracking techniques and control of dc/dc converters for photovoltaic power system," in Proc. 29th Annu. IEEE Power Electron. Spec. Conf., vol. 1, Fukuoka, Japan, May 17-22, 1998, pp. 86-93.

[6] - T. Esram and P.L. Chapman, "Comparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniques," IEEE Transactions on energy conversion, vol. 22, Junho 2007, pp. 439-449.

[7] - N. Mohan, T.M. Underland, and W.P. Robbins, "Power Electronics Converters, Applications and Design", John Wiley & Sons, Inc, 1995.


Palavras chave:
Maximum Power Point Tracking; Conversor CC-CC; Inversor; Painéis solares fotovoltaicos.

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