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Título: Projeto e simulação de um emulador fotovoltaico com conversor em ponte completa ZVS-PWM
Título(s) alternativo(s): Design and simulation of a photovoltaic emulator based on a ZVS-PWM full-bridge converter
Autor(es): Dropa, Bruno Aurelio
Orientador(es): Agostini Junior, Eloi
Palavras-chave: Emuladores (Programas de computador)
Sistemas de energia fotovoltaica
Conversores de frequência
Eletrônica de potência
Emulators (Computer programs)
Photovoltaic power systems
Frequency changers
Power electronics
Data do documento: 8-Dez-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: Dropa, Bruno Aurelio. Projeto e simulação de um emulador fotovoltaico com conversor em ponte completa ZVS-PWM. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025.
Resumo: A dependência das condições climáticas torna difícil o teste preciso e repetível de equipamentos solares, como inversores. Para solucionar esse problema, este trabalho apresenta o projeto e a simulação de um Emulador Fotovoltaico de 1000 W. O sistema baseia-se em um conversor CC-CC do tipo Ponte Completa (Full-Bridge) com comutação suave (ZVS), escolhido por sua eficiência e isolação elétrica. O conversor foi projetado para uma tensão de entrada de 179,6 V, tensão de saída de até 100 V, corrente de saída de até 10 A e frequência de comutação de 100 kHz. A metodologia consistiu na modelagem matemática de um painel solar comercial no MATLAB e na simulação completa do circuito e do controle no software PSIM. Os resultados confirmaram o funcionamento correto do conversor, validando a ocorrência da comutação suave e a capacidade do sistema de reproduzir fielmente as curvas de tensão e corrente (I-V) do painel solar. O estudo conclui que o emulador proposto é uma ferramenta eficaz para testes em laboratório, reduzindo a dependência de condições climáticas.
Abstract: The dependence on weather conditions makes accurate and repeatable testing of solar equipment, such as inverters, difficult. To solve this problem, this work presents the design and simulation of a 1000 W Photovoltaic Emulator. The system is based on a Full-Bridge DC-DC converter with Zero Voltage Switching (ZVS), chosen for its efficiency and electrical islation. The converter was designed for an input voltage of 179,6 V, output voltage up to 100 V, output current up to 10 A, and switching frequency of 100 kHz. The methodology consisted of the mathematical modeling of a commercial solar panel in MATLAB and the complete simulation of the circuit and control in PSIM software. The results confirmed the correct operation of the converter, validating the occurrence of soft switching and the system’s ability to faithfully reproduce the voltage and current (I-V) curves of the solar panel. The study concludes that the proposed emulator is an effective tool for laboratory testing, reducing the dependence on weather conditions.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39782
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