Processamento Parcial de Potência em Aplicações Fotovoltaicas Empregando Conversores H-Bridge/Push–Pull

Niwton G. F  dos Santos; Jonatan R. R. Zientarski; Fabrício Bradaschia; Mário L. S. Martins

doi:10.18618/REP.2021.1.0062

Authors

Niwton G. F dos Santos Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil
Jonatan R. R. Zientarski Instituto Federal Catarinense (IFC), Videira – SC, Brasil
Fabrício Bradaschia Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Recife – PE, Brasil
Mário L. S. Martins Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2021.1.0062

Keywords:

Conversor CC-CC, Processamento Parcial de Potência, Regulação Série de Tensão, sistemas fotovoltaicos

Abstract

Este artigo propõe uma análise comparativa em termos da potência ativa e não-ativa processada entre dois conversores CC–CC H-bridge/push–pull configurados como reguladores série abaixadores/elevadores de tensão em sistemas fotovoltaicos (FV), os quais possibilitam a realização do processamento parcial de potência (PPP). Estes reguladores são o full-bridge phase-shift/push–pull alimentado em corrente (FBPS/CFPP) e o conversor proposto, o half-bridge simétrico/push–pull alimentado em corrente (SHB/CFPP). Para avaliar o processamento de potência, utiliza-se um procedimento baseado na teoria de Fryze das potências. Com base na faixa de regulação de tensão e na análise da potência processada, demonstra-se que o FBPS/CFPP e o SHB/CFPP adquirem a capacidade de realizar o PPP mediante a otimização da relação de espiras dos transformadores, sendo que o SHB/CFPP alcança o menor processamento ponderado de potência não-ativa, em razão de a modulação phase-shift utilizada pelo FBPS/CFPP produzir uma potência processada maior nesta aplicação FV. Para validar as abordagens, três protótipos de 2200 W foram construídos e ensaiados. Os resultados experimentais comprovam que a redução da potência ativa e não-ativa processada resulta em maiores eficiências.

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Author Biographies

Niwton G. F dos Santos, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 1995, em Rosário do Sul, RS, Brasil, é engenheiro eletricista (2018) pela Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), RS, Brasil, e mestre (2020) em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), RS, Brasil. Atualmente, é aluno do curso de doutorado em engenharia elétrica na UFSM. Suas áreas de interesse incluem processamento de potência, conversores CC–CC e sistemas FV.

Jonatan R. R. Zientarski, Instituto Federal Catarinense (IFC), Videira – SC, Brasil

nascido em 1983, em Ijuí, RS, Brasil, é engenheiro eletricista (2007) pela Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (UNIJUÍ), RS, Brasil, e mestre (2009) e doutor (2017) em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), RS, Brasil. Desde 2010, é professor no Instituto Federal Catarinense (IFC), SC, Brasil. Suas áreas de interesse incluem energias renováveis e otimização de conversores estáticos. Dr. Zientarski é membro da SOBRAEP e da Industry Applications Society – IAS/IEEE.

Fabrício Bradaschia, Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Recife – PE, Brasil

nascido em 1983, em São Paulo, SP, Brasil, é engenheiro eletricista (2006), mestre (2008) e doutor (2012) em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), PE, Brasil. De 2008 até 2009, atuou como professor visitante na Universidade de Alcalá (UAH), Madrid, Espanha. Desde 2013, faz parte do Departamento de Engenharia Elétrica da UFPE. Suas áreas de interesse incluem sistemas FV, qualidade de energia, conversores estáticos e métodos de sincronização com a rede elétrica.

Mário L. S. Martins, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 1976, em Palmeira das Missões, RS, Brasil, é engenheiro eletricista (1999), mestre (2002) e doutor (2008) em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), RS, Brasil. De 2006 até 2012, atuou como professor na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), PR, Brasil. Desde 2012, faz parte do Departamento de Eletrônica e Computação da UFSM. Suas áreas de interesse incluem SMPS, UPS, inversores FV e energias renováveis. Dr. Martins é membro da SOBRAEP e de algumas sociedades do IEEE.

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