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dc.creatorMeurer, André Pacheco
dc.date.accessioned2018-12-20T21:24:45Z
dc.date.available2018-12-20T21:24:45Z
dc.date.issued2018-08-06
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/15158
dc.description.abstractMicro-inverters are small single-phase photovoltaic power generation modules that connect directly to a photovoltaic panel and the electrical grid, which typically consist of a DC-DC stage and a DC-AC stage. The topology of the chosen microinverter is DC link, for its simplicity and to ensure that only high frequency current components flow through the DC-DC stage transformer. In this work, a topology of MIC is presented, highlighting the CC-CA stage, where it presents a contribution in the development of microinverters with high energy conversion efficiency. One of the main goals is to reduce losses in the CC-CA stage by using a buck inverter in conjunction with an LCL filter. The buck-type inverter consists of the inclusion of only one switch in series with the H-bridge of switches. In this way, the additional switch is responsible for producing a (always positive) sine wave current that is unfolded by the switches on the H-bridge. Therefore, the system operates with only one highfrequency switch to make the pulse width modulation so that all other bridge inverter switches operate at the network frequency, unfolding. In order to increase the power density, the attenuation of the filter must be increased, reducing both the volume of the components and the losses in the conduction of the same. Based on this, a third-order LCL filter having an attenuation of 60 dB / dec was chosen. Current control uses a multi-resonant controller which tracks the sine-wave reference at 60 Hz and also compensates for current harmonic components present in the multiple frequencies of the 3rd and 5th fundamental. In addition, in order to overcome the stability problems related to the LCL filter response, an active damping loop is proposed, which does not require passive elements or additional sensors to perform the same, which increases efficiency and reduces associated costs to the system. Due to the use of a DC link micro-inverter, an external voltage control grid is implemented to regulate the voltage of the capacitive bus which is composed of a film capacitor instead of an electrolytic capacitor, which tends to increase the useful life of the system. Experimental results of a 200 W prototype demonstrate the feasibility of the proposal. Finally, the comparison between the efficiency of the micro-inverter with active damping and passive damping is evaluated, according to the European efficiency standard.eng
dc.description.sponsorshipFundação de Apoio à Tecnologia e Ciência, FATECpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectMicroinversorespor
dc.subjectFilto LCLpor
dc.subjectAmortecimento ativopor
dc.subjectMicro-inverterseng
dc.subjectLCL filtereng
dc.subjectActive dampingeng
dc.titleProjeto e desenvolvimento de um microinversor buck de elevado rendimento conectado à rede elétrica com filtro LCLpor
dc.title.alternativeDesign and implementation of a buck micro-inverter of high performance connected to electrical grid with LCL filtereng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoOs microinversores são pequenos módulos fotovoltaicos monofásicos de geração de energia que se conectam diretamente a um painel fotovoltaico e a rede elétrica, que normalmente são compostos por um estágio CC-CC e um estágio CC-CA. A topologia do microinversor escolhida é com link CC, por sua simplicidade e por assegurar que somente componentes de corrente em alta frequência circulem pelo transformador do estágio CC-CC. Neste trabalho é abordada uma topologia de MIC com destaque para o estágio CC-CA, aonde é apresenta uma contribuição no desenvolvimento de microinversores com elevada eficiência na conversão de energia. Um dos principais objetivos é reduzir as perdas no estágio CC-CA por meio da utilização de um inversor buck em conjunto com um filtro LCL. O inversor tipo buck consiste na inclusão de apenas um interruptor em série com a ponte H de interruptores. Desta forma, o interruptor adicional é responsável por produzir uma forma de onda de corrente senoidal em módulo (sempre positiva) que é desdobrada (unfolded) pelos interruptores da ponte H. Portanto, o sistema opera com apenas um interruptor em alta frequência para fazer a modulação por largura de pulso, de maneira que os demais interruptores do inversor em ponte completa operem na frequência da rede, desdobrador (unfolding). Para se aumentar a densidade de potência deve-se aumentar a atenuação do filtro, reduzindo-se tanto o volume dos componentes quanto as perdas em condução do mesmo. Com base nisso, escolheu-se um filtro de terceira ordem LCL que possui uma atenuação de 60 dB/dec. O controle da corrente utiliza um controlador multi-ressonante o qual rastreia a referência senoidal em 60 Hz e também compensa os componentes harmônicos de corrente presentes nas frequências múltiplas da fundamental 3ª 5ª e 7ª. Além disto, para contornar os problemas de estabilidade referentes à resposta do filtro LCL é proposto uma malha de amortecimento ativo, a qual não necessita de elementos passivos nem de sensores adicionais para a realização da mesma, o que aumenta a eficiência e reduz os custos associados ao sistema. Em virtude de utilizar um microinversor com link CC uma malha externa de controle de tensão é implementada para regular a tensão do barramento capacitivo o qual é composto por um capacitor de filme ao invés de um capacitor eletrolítico, o que tende a elevar a vida útil do sistema. Resultados experimentais de um protótipo de 200 W demonstram a viabilidade da proposta. Por fim, é avaliado, segunda a norma europeia de eficiência, a comparação entre a eficiência do microinversor com amortecimento ativo e com amortecimento passivo.por
dc.contributor.advisor1Martins, Mário Lúcio da Silva
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2730012969211616por
dc.contributor.referee1Silva, Guilherme Sebastião da
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7093757298381173por
dc.contributor.referee2Vieira, Rodrigo Padilha
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7274686165301866por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5085182490319261por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Elétricapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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