Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2008
Autor(a) principal: Henn, Gustavo Alves de Lima
Orientador(a): Barreto, Luiz Henrique Silva Colado
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66741
Resumo: Aiming to overtake the issues caused by interconnecting photovoltaic panels to the conventional low voltage electric system, this work presents the analysis and the implementation of a high voltage gain boost converter connected to photovoltaic panels, and a bidirectional high voltage gain converter connected to a bank of batteries, which are used to store the excess of energy produced by the modules, and to supply the load when the panels cannot do it by themselves. A “perturb and observe” MPPT control algorithm for the high voltage gain boost converter was implemented to extract the maximum power from the photovoltaic panels. The control of the bidirectional converter is implemented in order to guarantee a 180 Vdc output voltage. This voltage level was chosen because it can be used to transform it in a 110 VRMS voltage by connecting the system to an inverter in the future. Besides, the algorithm control from both converters was implemented in a fully digital way. The main features of the proposed converters are: very simple switching control, low voltage stress levels on the switches, the presence of a magnetic coupling cell, which allows an even higher gain, and the magnetic components operating with the double of switching frequency. Theoretical analysis, design procedure, simulations and experimental results from a 500 W laboratory prototype are presented in order to validate the operation principle of the proposed system.
id UFC-7_7d47fc72d88d213ceb85d1cf7737ea5e
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/66741
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Henn, Gustavo Alves de LimaOliveira Júnior, Demercil de SouzaBarreto, Luiz Henrique Silva Colado2022-06-28T13:13:29Z2022-06-28T13:13:29Z2008HENN, G. A. L. Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico. 2008. 83 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará. Departamento de Engenharia Elétrica, Fortaleza- CE, 2008.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66741Aiming to overtake the issues caused by interconnecting photovoltaic panels to the conventional low voltage electric system, this work presents the analysis and the implementation of a high voltage gain boost converter connected to photovoltaic panels, and a bidirectional high voltage gain converter connected to a bank of batteries, which are used to store the excess of energy produced by the modules, and to supply the load when the panels cannot do it by themselves. A “perturb and observe” MPPT control algorithm for the high voltage gain boost converter was implemented to extract the maximum power from the photovoltaic panels. The control of the bidirectional converter is implemented in order to guarantee a 180 Vdc output voltage. This voltage level was chosen because it can be used to transform it in a 110 VRMS voltage by connecting the system to an inverter in the future. Besides, the algorithm control from both converters was implemented in a fully digital way. The main features of the proposed converters are: very simple switching control, low voltage stress levels on the switches, the presence of a magnetic coupling cell, which allows an even higher gain, and the magnetic components operating with the double of switching frequency. Theoretical analysis, design procedure, simulations and experimental results from a 500 W laboratory prototype are presented in order to validate the operation principle of the proposed system.Tendo em vista superar as dificuldades apresentadas na utilização comercial de painéis fotovoltaicos em sistemas elétricos convencionais de baixa tensão, este trabalho tem por objetivo analisar e implementar um conversor elevador de tensão de alto ganho alimentado por painéis fotovoltaicos, bem como um conversor bidirecional de alto ganho para as baterias, as quais são utilizadas para armazenar o excedente de energia produzida pelos painéis, além de suprir a carga quando a energia produzida pelos mesmos for insuficiente. Foi ainda implementado um controle MPPT do tipo “perturbe e observe” para o conversor boost de alto ganho a fim de garantir a máxima extração de potência dos painéis. Já o controle do conversor bidirecional resume-se a uma malha de tensão que garante um nível constante de 180 V na carga. Este nível de tensão foi escolhido de forma que possa ser utilizado futuramente para alimentar um inversor, a fim de que seja convertido em uma tensão de 110 VRMS, tornando possível a integração à rede elétrica. Além disso, a estratégia de controle do acionamento de ambos os conversores foi implementado digitalmente em microcontroladores do tipo PIC 16F877. As principais características dos conversores propostos são: controle e acionamento bastante simples, esforços de tensão reduzidos nos semicondutores, presença de uma célula de acoplamento magnético que permite a obtenção de um ganho estático bastante elevado, e operação dos elementos magnéticos com o dobro da frequência de chaveamento. A análise teórica dos dois conversores, a metodologia de projeto, a simulação e os resultados experimentais de um protótipo de 500 W de potência são apresentados para validar o princípio de funcionamento do sistema proposto.Conversores de corrente elétricaEngenharia elétricaGeração de energia fotovoltaicaEletrônica de potênciaConversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaicoBidirectional high voltage gain boost converter applied to a photovoltaic systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2008_dis_galhenn.pdf2008_dis_galhenn.pdfapplication/pdf1416854http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/66741/1/2008_dis_galhenn.pdf7dc0d16ebce8d01c3efe80a6b37225cdMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82152http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/66741/2/license.txtfb3ad2d23d9790966439580114baefafMD52riufc/667412022-11-17 10:25:37.737oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-11-17T13:25:37Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
dc.title.en.pt_BR.fl_str_mv Bidirectional high voltage gain boost converter applied to a photovoltaic system
title Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
spellingShingle Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
Henn, Gustavo Alves de Lima
Conversores de corrente elétrica
Engenharia elétrica
Geração de energia fotovoltaica
Eletrônica de potência
title_short Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
title_full Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
title_fullStr Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
title_full_unstemmed Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
title_sort Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico
author Henn, Gustavo Alves de Lima
author_facet Henn, Gustavo Alves de Lima
author_role author
dc.contributor.co-advisor.none.fl_str_mv Oliveira Júnior, Demercil de Souza
dc.contributor.author.fl_str_mv Henn, Gustavo Alves de Lima
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Barreto, Luiz Henrique Silva Colado
contributor_str_mv Barreto, Luiz Henrique Silva Colado
dc.subject.por.fl_str_mv Conversores de corrente elétrica
Engenharia elétrica
Geração de energia fotovoltaica
Eletrônica de potência
topic Conversores de corrente elétrica
Engenharia elétrica
Geração de energia fotovoltaica
Eletrônica de potência
description Aiming to overtake the issues caused by interconnecting photovoltaic panels to the conventional low voltage electric system, this work presents the analysis and the implementation of a high voltage gain boost converter connected to photovoltaic panels, and a bidirectional high voltage gain converter connected to a bank of batteries, which are used to store the excess of energy produced by the modules, and to supply the load when the panels cannot do it by themselves. A “perturb and observe” MPPT control algorithm for the high voltage gain boost converter was implemented to extract the maximum power from the photovoltaic panels. The control of the bidirectional converter is implemented in order to guarantee a 180 Vdc output voltage. This voltage level was chosen because it can be used to transform it in a 110 VRMS voltage by connecting the system to an inverter in the future. Besides, the algorithm control from both converters was implemented in a fully digital way. The main features of the proposed converters are: very simple switching control, low voltage stress levels on the switches, the presence of a magnetic coupling cell, which allows an even higher gain, and the magnetic components operating with the double of switching frequency. Theoretical analysis, design procedure, simulations and experimental results from a 500 W laboratory prototype are presented in order to validate the operation principle of the proposed system.
publishDate 2008
dc.date.issued.fl_str_mv 2008
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-06-28T13:13:29Z
dc.date.available.fl_str_mv 2022-06-28T13:13:29Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv HENN, G. A. L. Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico. 2008. 83 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará. Departamento de Engenharia Elétrica, Fortaleza- CE, 2008.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66741
identifier_str_mv HENN, G. A. L. Conversor Boost bidirecional de alto ganho aplicado a um sistema fotovoltaico. 2008. 83 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará. Departamento de Engenharia Elétrica, Fortaleza- CE, 2008.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66741
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/66741/1/2008_dis_galhenn.pdf
http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/66741/2/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 7dc0d16ebce8d01c3efe80a6b37225cd
fb3ad2d23d9790966439580114baefaf
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1847793333620965376