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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40194| Título: | Implementação de um conversor boost para sistema fotovoltaico |
| Título(s) alternativo(s): | Implementation of a boost converter for a photovoltaic system |
| Autor(es): | Eller, Pedro Henrique Soccio |
| Orientador(es): | Cardoso, Rafael |
| Palavras-chave: | Circuitos eletrônicos Conversores de corrente elétrica Sistemas de energia fotovoltaica Electronic circuits Electric current converters Photovoltaic power systems |
| Data do documento: | 30-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | ELLER, Pedro Henrique Soccio. Implementação de um conversor boost para sistema fotovoltaico. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2025. |
| Resumo: | Considerando a crescente popularização do uso de sistemas de geração fotovoltaicos em residências e pequenos negócios, tem-se a preocupação da eficiência desse sistema e sua conexão com a rede de energia elétrica. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo implementar um conversor Boost para que seja possível a extração da máxima potência de um arranjo de painéis fotovoltaicos. Para isso é utilizado um algoritmo de rastreamento do ponto de potência máxima (MPPT, do inglês Maximum Power Point Tracking ). Para o desenvolvimento do trabalho, o arranjo de painéis fotovoltaicos utilizado possui 1320 W, corrente de operação de 8,88 A e tensão operacional de 148,8 V para a máxima potência em condições ideais de irradiação o e temperatura. O conversor conecta este arranjo com um barramento CC de 250 V. A ondulação para a corrente do indutor é de 10% da corrente de operação ideal enquanto a ondulação para a tensão no barramento CC é de 1% de sua magnitude nominal. O conversor opera a 100 kHz. A partir destas especificações o conversor foi projetado e implementado. Testes de malha aberta foram realizados e confirmaram a operação dentro das especificações de projeto. Testes térmicos foram realizados e, com isso, foram feitos os ajustes necessários para que o conversor opere adequadamente. Após, foram executados testes de eficiência que demonstraram 98,018% de eficiência do conversor considerando operação em sua potência nominal. Por fim, foi realizada a implementação das malhas de controle (corrente no indutor e tensão no capacitor de entrada) e de MPPT, para a qual foram feitos testes com variações nos parâmetros de irradiância e temperatura a fim de verificar a eficácia de operação. Com os testes realizados, o sistema de controle em conjunto com o MPPT apresentaram uma eficiência média de 99,6964% para o rastreamento dos pontos ideais de máxima potência, o que comprova a eficácia do sistema projetado. |
| Abstract: | Considering the growing popularity of photovoltaic generation systems in homes and small businesses, there is an increasing concern regarding the efficiency of these systems and their connection to the electrical grid. Therefore, this work aims to implement a Boost converter to extract the maximum power from a photovoltaic panel array using a Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm. The photovoltaic panel array used in this work has a nominal power of 1320 W, with operating current of 8.88 A and operating voltage of 148.8 V at maximum power, under ideal irradiation and temperature conditions. The converter connects this array to a 250 V DC bus. The inductor current ripple is set at 10% of the nominal operating current, and the voltage ripple on the DC bus is limited to 1% of its nominal value. The converter operates at a switching frequency of 100 kHz. Based on these specifications, the converter was designed and implemented. Open-loop tests were conducted, and the operation was confirmed to be within the design specifications. Thermal tests were also performed, leading to necessary adjustments to ensure proper converter operation. Subsequently, efficiency tests demonstrated a performance of 97.85% at nominal power. Finally, the control loops (inductor current and input capacitor voltage) and MPPT were implemented, followed by tests to verify operational effectiveness. The control system, in conjunction with the MPPT, achieved an average efficiency of 99.6964% in tracking the optimal maximum power points, which confirms the effectivenes of the designed system. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40194 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Elétrica |
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