Contribuição ao estudo do inversor multinível em cascata aplicado a sistemas fotovoltaicos sujeitos a sombreamentos parciais. - OLIVEIRA, Marcus André Pereira. (2014)
Este trabalho apresenta um estudo teórico e experimental sobre a utilização do Inversor Multinível de Células em Cascata (CCMLI) como interface de potência entre um conjunto de painéis fotovoltaicos e a rede de distribuição comercial. A escolha desta topologia decorre da melhor qualidade da tensão sintetizada pelo sistema multinível, aliado `a modularidade de controle obtida pela metodologia de processamento das informações proposta. Embora este tipo de inversor possa ser aplicado em qualquer nível de potência e número de fases, a análise deste texto se restringe a sistemas monofásicos de pequena potência como tipicamente é encontrado em residências ou em outros ambientes de microgeração o distribuída. Nestes locais, normalmente situados em zonas urbanas, o conjunto de painéis está sujeito `a presença de sombreamentos parciais de curta ou longa duração, diferenças na orientação em relação ao ângulo de irradiação solar ou diferenças entre as características dos painéis utilizados, situações que causam distribuição assimétrica de potência entre os elementos do sistema. Na proposta desenvolvida, tal assimetria ´e compensada na própria estrutura de comando das chaves de potência, pela atuação individualizada sobre os moduladores das células do inversor. A tensão média de referência a qual o barramento CC de cada célula de potência deve operar é estipulada por um algoritmo MPPT, que busca o maior valor de potência média fornecida pela fonte fotovoltaica. A obtenção da potência maximizada por célula, portanto, leva o sistema operar sempre em seu máximo ponto de transferência global. Uma abordagem sobre a operação dinâmica do inversor conectado `a rede também é apresentada, utilizando ambientes de simulação bem como resultados experimentais obtidos a partir de um protótipo de 9 níveis, desenvolvido segundo a metodologia de controle sugerida. Tais resultados confirmam a qualidade da tensão obtida por este tipo de inversor, bem como a capacidade de se adaptar rapidamente a variações na iluminação incidente sobre os painéis.