Metodologia de otimização de conversores estáticos com paralelismo de células boost aplicado à célula a combustível
Resumo
Esta dissertação apresenta uma metodologia de projeto otimizado para conversores estáticos, não
isolados, com paralelismo de N-células boost, afim de realizar o processamento de energia entre
uma fonte de energia renovável e um barramento em corrente contínua. O método busca a melhor
solução objetivando tanto a melhor eficiência quanto o menor volume. Atrelado a um ponto
de operação ( IL@fs@J), combina diferentes tecnologias e número de células, identificando
qual configuração apresenta o melhor resultado. Ainda, por meio de varredura, faz a escolha
do conjunto de soluções para os intervalos de parâmetros discretos pré especificados para cada
trio de parâmetros que configura o ponto de operação. O método busca, também, em bancos
de dados, os componentes cujo arranjo aponta o melhor desempenho frente as exigências do
projeto. Das possíveis soluções a técnica seleciona o projeto que apresenta a melhor eficiência
e/ou apresenta menor volume tanto para operação em modo de condução contínua quanto para
o modo de condução descontínua. Desta forma, é possível confeccionar conversores que possuem
elevada eficiência e volume reduzido para aplicações que exijam elevado ganho estático. Neste
trabalho são apresentados também a modelagem dos componentes e das curvas de ganho estático
do conversor, levando em consideração as resistências parasitas e a influência destas na
avaliação supracitada. Com a identificação dos parâmetros que impossibilitam conversores, simples
como o conversor boost, de alcançar ganhos estáticos elevados, pode-se aplicar técnicas que
mitigam a influência destes efeitos indesejados fazendo que o conversor se aproxime ao máximo
do ganho estático idealizado. O projeto dos filtros de entrada e saída do conversor portam o
comportamento dinâmico da célula a combustível, assim é possível reduzir seu volume e aumentar
sua eficiência sem prejudicar ou deteriorar o funcionamento da fonte de alimentação. Como
ferramentas auxiliares à elaboração do projeto e compreensão dos resultados, na proposta, são
analisados o comportamento da corrente de entrada e de saída, como também, o comportamento
que estas imprimem à tensão de saída do conversor. Fazendo uso do número adequado de células
e modo de operação pode-se encontrar condições de operação em que a ondulação de corrente é
drasticamente reduzida e como efeito tem-se uma significativa redução dos filtros capacitivos e
possibilidade de redução do indutor independente do modo de operação.
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