dc.creator | Andres, Bernardo | |
dc.date.accessioned | 2018-08-02T20:38:03Z | |
dc.date.available | 2018-08-02T20:38:03Z | |
dc.date.issued | 2018-02-27 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/13997 | |
dc.description.abstract | This Master Thesis presents the analysis, design and implementation of a grid-connected
module integrated converter, or, simply, microinverter, for photovoltaic applications. The
system is composed of two stages: a isolated DC-DC converter and a DC-AC converter
(inverter). This proposed micro inverter has a DC bus (DC link), decoupling both stages,
allowing to make the project, design and implementation of both individually. The first stage is
a zero voltage switching DC-DC full bridge, with phase-shift modulation, and the second stage
is a DC-AC full bridge with unipolar pulse-width modulation. Briefly, the first stage provides
high voltage gain, besides isolation between the photovoltaic module and the electrical grid, in
order that inverter bus has enough voltage to perform grid connection. This connection is made
by inverter with output inductive filter. In order to extract the maximum power of photovoltaic
module, the maximum power point tracking (MPPT) is made indirectly, controlling inverter
bus voltage. Thus, the DC-DC converter operates in open loop, so that system control is design
and implementated only on second stage. So, in this way, this Master Thesis contributes
developing a microinverter employing classical converter topologies, with high efficiency and
simplicity of design and implementation, using just two control loops, in a way that external
voltage loop should be able to perform MPPT, ensuring maximum power harvesting of
photovoltaic module, and the internal current loop should be able to control active power flow
to electrical grid by controlling the current. In order to accomplish MPPT properly, the ripple
of 120 Hz in voltage and current of photovoltaic module, generated by pulsed single phase grid
power, should have low amplitude. Besides that, in order to be in compliance with standards of
grid connection, as total demand distortion and power factor, among others, the current
controller project should take into account the inffluence of main harmonic components of grid
voltage. Experimental results are presented to prove the micro inverter performance. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Conversor em ponte completa | por |
dc.subject | Conversor módulo integrado | por |
dc.subject | Módulo fotovoltaico | por |
dc.subject | Rastreamento do ponto de máxima potência | por |
dc.subject | Rede elétrica | por |
dc.subject | Electrical grid | eng |
dc.subject | Full bridge converter | eng |
dc.subject | Maximum power point tracking | eng |
dc.subject | Module- integrated converter | eng |
dc.subject | Photovoltaic module | eng |
dc.title | Projeto e implementação de um conversor módulo integrado para conexão de geração fotovoltaica à rede elétrica | por |
dc.title.alternative | Design and implementation of a module-integrated converter for grid-connected photovoltaic systems | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Esta Dissertação de Mestrado apresenta a análise, o projeto e a implementação de um conversor
módulo integrado isolado, ou, simplesmente, microinversor, para realizar a conexão de geração
fotovoltaica à rede elétrica. O sistema é composto por dois estágios: um conversor CC-CC
isolado e um conversor CC-CA (inversor). O microinversor empregado utiliza um barramento
(link CC), desacoplando os dois estágios, permitindo que os conversores possam ser projetados
e implementados separadamente. O primeiro estágio é um conversor CC-CC, em ponte
completa, modulado por deslocamento de fase, com comutação sob zero de tensão (ZVS – Zero
Voltage Switching) e o segundo estágio é um conversor CC-CA, também em ponte completa,
utilizando a modulação por largura de pulso (PWM – Pulse-Width Modulation) unipolar.
Basicamente, o primeiro estágio proporciona um elevado ganho de tensão, além do isolamento
entre o módulo fotovoltaico e a rede elétrica, de modo que o barramento de entrada do inversor
tenha tensão suficiente para que a conexão com a rede seja realizada. Essa conexão é feita
através do inversor com filtro L de saída. Para extrair a máxima potência do módulo
fotovoltaico, o rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT – Maximum Power Point
Tracking) é realizado de maneira indireta, controlando o barramento de entrada do inversor.
Dessa maneira, o conversor CC-CC opera em malha aberta, de modo que os controladores
sejam projetados e implementados apenas no estágio CC-CA. Neste sentido, esta Dissertação
de Mestrado contribui desenvolvendo um microinversor utilizando topologias clássicas de
conversores, possuindo elevado rendimento, simplicidade de projeto e desenvolvimento, com
apenas duas malhas de controle, de modo que a malha de tensão seja capaz de realizar o MPPT,
garantindo a extração da máxima potência do módulo fotovoltaico, e a malha de corrente
consiga regular o fluxo de potência injetada na rede elétrica, através do controle da corrente.
Para que o MPPT seja realizado adequadamente, as ondulações de 120 Hz na tensão e corrente
do módulo fotovoltaico, provenientes da potência pulsada da rede elétrica monofásica, devem
ter amplitude bastante reduzida. Além disso, para que a corrente injetada na rede elétrica esteja
adequada às normas vigentes, como limite de distorção harmônica e fator de potência, dentre
outras, o projeto do controlador desta malha deve levar em conta a influência das principais
componentes harmônicas presentes na tensão da rede elétrica. Resultados experimentais são
apresentados para comprovar o desempenho do microinversor. | por |
dc.contributor.advisor1 | Beltrame, Rafael Concatto | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0818364721574204 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Hey, Hélio Leães | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8993475915541103 | por |
dc.contributor.referee1 | Martins, Mário Lúcio da Silva | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2730012969211616 | por |
dc.contributor.referee2 | Dupont, Fabrício Hoff | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/2244266032297061 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0357064700461085 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |