Projeto e desenvolvimento de um novo inversor solar de estágio único sem transformador adequado para aplicações de baixa potência

Melo, Fernando Cardoso

Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19845

Document type:	Tese
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Projeto e desenvolvimento de um novo inversor solar de estágio único sem transformador adequado para aplicações de baixa potência
Alternate title (s):	Design and development of a new photovoltaic single-stage transformerlerss inverter suitable for low power applications
Author:	Melo, Fernando Cardoso
First Advisor:	Freitas, Luiz Carlos Gomes de
First coorientator:	Garcia, Lucas Sampaio
First member of the Committee:	Canesin, Carlos Alberto
Second member of the Committee:	Coelho, Ernane Antônio Alves
Third member of the Committee:	Freitas, Luiz Carlos de
Fourth member of the Committee:	Avelar , Henrique José
Summary:	O objetivo desse trabalho é apresentar um estudo sobre microinversores solares que, por sua vez, são alimentados por módulos fotovoltaicos e podem aperfeiçoar a geração de energia através da redução dos efeitos de sombreamento, uma vez que a captação de energia de cada módulo fotovoltaico (FV) pode ser controlada individualmente. Foi apresentada uma nova topologia de conversor de estágio único cc-ca sem transformador que opera com formas de onda de tensão de saída e correntes nos indutores de entrada controladas (Microinversor Fotovoltaico Boost Conectado à Rede Elétrica – MFVCR). Além disso, ele oferece um elevado ganho de tensão sem utilizar um circuito pré-regulador ou um transformador, reduzindo o peso e o tamanho da estrutura física do inversor. As análises dos resultados de simulação e experimentais foram realizadas de modo a verificar o fator de rastreamento da técnica de MPPT P&O Modificado “Gama” proposta, além da operação da malha de controle da corrente injetada através do controlador Proporcional-Ressonante (P-Res) para o Microinversor proposto operando em um sistema conectado à rede elétrica (MFVCR). Foram realizados testes com o sistema operando com o emulador de arranjo fotovoltaico (SAS) e em condições reais com os módulos FV instalados no telhado do laboratório. Foram avaliados o controlador P-Res com Compensadores Harmônicos e a corrente de fuga do conversor. Os resultados de simulação e experimentais do protótipo desenvolvido do MFVCR pretendem atender às normas nacionais e internacionais.
Abstract:	The aim of this thesis is to present a study on solar microinverter that, in its turn, are powered by photovoltaic modules and can improve power generation by reducing the shading effects, since the capture of each photovoltaic module (PV) can be controlled individually. A novel single-stage dc-ac converter topology without a low or high frequency transformer that operates with the output voltage and input currents waveforms totally controlled were presented (Single-Stage Transformerless Boost Microinverter - STBM). Moreover, the proposed converter promotes a high voltage gain without using a pre-regulator or transformer, reducing the weight and size of the inverter physical structure. The simulation and experimental analysis were performed for verifying the tracking factor of the proposed MPPT technique P&O Modified “Gama” and the grid injected current controller Proportional-Resonant (P-Res) on a grid-connected system (STBM). Tests were performed with the system operating with the Solar Array Simulator (SAS) and under real operating conditions with the PV modules installed on the laboratory’s roof. The P-Res controlled with Harmonic Compensators and the STBM leakage current were also evaluated. The simulation and experimental results of the developed STBM prototype intend to meet the Brazilian and International Standards.
Keywords:	Energia limpa Geração distribuída Microgeração Sistemas fotovoltaicos Módulo ca Microinversor AC-Modules Clean energy Distributed solar generation Microgeneration Microinverter and photovoltaic systems Engenharia elétrica Inversores elétricos Energia solar
Area (s) of CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICA
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Program:	Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote:	MELO, Fernando Cardoso. Projeto e desenvolvimento de um novo inversor solar de estágio único sem transformador adequado para aplicações de baixa potência. 2017. 150 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier:	http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2017.11
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19845
Date of defense:	25-Oct-2017
Appears in Collections:	TESE - Engenharia Elétrica

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
ProjetoDesenvolvimentoNovo.pdf	Tese	30.05 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record