A microgeração e a utilização de veículos elétricos estão cada vez mais presentes no nosso quotidiano e representam dois importantes fatores no caminho do desenvolvimento das Smart Grids e Smart Homes, que visam a gestão de todos os dispositivos eletrónicos ligados à rede elétrica ou à habitação. Assim sendo, a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias, assim como a otimização de topologias já existentes, no sentido de melhorar o carregamento de baterias dos veículos elétricos, a produção de energia a partir de fontes de energia renováveis e o melhoramento da qualidade da energia elétrica, é cada vez mais relevante.

No âmbito desta dissertação pretende-se contribuir com um equipamento que surge como uma solução para a realização da interface entre veículos elétricos, painéis fotovoltaicos e a rede elétrica, além de compensar, dinamicamente, problemas de qualidade da energia elétrica. A solução tradicional utiliza dois conversores de potência para realizar a interface entre o veículo elétrico e a rede elétrica (um conversor CA‑CC e outro CC‑CC) e mais dois conversores de potência para a interface da fonte de energia renovável e a rede elétrica (um conversor CA‑CC e outro CC‑CC). Esta topologia apresenta uma desvantagem no carregamento direto das baterias do veículo elétrico a partir da fonte de energia renovável, pois requer o uso de quatro conversores de potência e a rede elétrica como intermediários. Para colmatar esta desvantagem, a configuração adotada utiliza apenas um conversor CA‑CC e um barramento CC comum aos dois conversores CC‑CC que interligará os três conversores. Assim, destaca-se a vantagens de utilizar apenas um conversor para realizar a interface do carregador do veículo elétrico e a fonte de energia renovável com a rede, a possibilidade de realizar o carregamento das baterias diretamente dos painéis fotovoltaicos, sem usar a rede como intermediário, e ainda a contribuição para a melhoria dos problemas de qualidade de energia.

Esta topologia apresenta então sete diferentes modos de operação: (a) operação rede para veículo elétrico, onde as baterias são carregadas a partir da rede elétrica; (b) operação veículo elétrico para rede, onde parte da energia armazenada nas baterias do veículo é devolvida à rede; (c) operação como filtro ativo paralelo, independentemente da presença e operação do veículo elétrico; (d) operação fonte renovável para a rede, onde a energia produzida é entregue à rede quando o veículo não está a carregar; (e) operação fonte renovável para a casa, onde a energia produzida é entregue diretamente à casa; (f) operação fonte renovável para o veículo elétrico, onde a energia produzida é utilizada para carregar as baterias do veículo elétrico; (g) operação como fonte de tensão (uninterruptible power supply) para fornecer energia à habitação numa possível falha da rede elétrica. Apesar destes modos de operação poderem operar em modo individual, estes podem ser reorganizados para modos de operação combinados.

Nesta dissertação, conjuntamente com outra, será então desenvolvido o conversor CA‑CC, o mais reduzido possível, variando assim as suas caraterísticas de forma a se obter a redução de tamanho, que irá realizar a interface com os outros dois conversores de potência (CC‑CC). Posteriormente e individualmente, será desenvolvido o conversor CC‑CC que fará a interface com a fonte de energia renovável, assim como algoritmo de controlo de maximum power point tracker (MPPT), de forma a extrair a maior potência possível do painel fotovoltaico.