Desenvolvimento De Uma Plataforma Computacional Gráfica Dedicada Ao Ensino De Sistemas Fotovoltaicos Usando Um Emulador Eletrônico

Leonardo Poltronieri Sampaio; Sérgio Augusto Oliveira da Silva; Alessandro do Nascimento Vargas

doi:10.18618/REP.2017.1.2656

Authors

Leonardo Poltronieri Sampaio Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil
Sérgio Augusto Oliveira da Silva Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil
Alessandro do Nascimento Vargas Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2017.1.2656

Keywords:

Conversores de Potência, Eletrônica de Potência, Emulador Fotovoltaico, Ferramenta Educacional

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um emulador eletrônico fotovoltaico (PV - photovoltaic), que opera em conjunto com uma plataforma gráfica computacional, auxiliando em procedimentos de ensino teóricos e práticos de tópicos relacionados a sistemas PV abordados em cursos de graduação e pós-graduação. O emulador eletrônico é composto por um retificador monofásico controlado e um conversor CC-CC Buck, cujo objetivo é sintetizar em seus terminais de saída diversas curvas características de um determinado arranjo PV, garantindo que a corrente drenada da rede elétrica seja senoidal e com fator de potência unitário. A emulação da curva característica do módulo PV é implementada em controlador digital de sinal a partir do modelo matemático que representa o circuito elétrico de uma célula PV. Utilizando a linguagem de programação Java, é desenvolvida uma plataforma computacional interativa e dinâmica, a qual permite o controle e monitoramento em tempo real do emulador eletrônico. A ferramenta gráfica permite: i. modificar o modelo da célula PV; ii. alterar a quantidade de módulos PV; iii. variar a temperatura e a irradiância solar incidentes nos módulos PV; e iv. visualizar a tensão e a corrente sintetizada pelo emulador eletrônico. A partir de resultados experimentais, o emulador eletrônico é avaliado considerando variações climáticas envolvendo irradiância solar e temperatura, bem como por meio de transitórios de carga, cuja finalidade é validar o desenvolvimento teórico.

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Author Biographies

Leonardo Poltronieri Sampaio, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

nascido em São José do Rio Preto (SP), é engenheiro eletricista (2008), mestre e doutor em engenharia elétrica pela Universidade Estadual Paulista, Campus Ilha Solteira (UNESP/IS) em (2010) e (2013), respectivamente. É professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP) desde 2012. É membro do Laboratório de Eletrônica de Potência, Qualidade de Energia e Energias Renováveis (LEPQER). Seus principais interesses são: aproveitamento de energias alternativas e renováveis, aplicações fotovoltaicas, qualidade de energia, modelagem e controle de conversores estáticos, desenvolvimento de ferramentas educacionais e programação em Java, C e DSC. É membro da SOBRAEP e IEEE PES.

Sérgio Augusto Oliveira da Silva, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

nascido em Joaquim Távora (PR), é engenheiro eletricista (1987) e mestre em engenharia elétrica (1989) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC); e doutor em engenharia elétrica (2001) pela Universidade Federal de Minas Gerais. É professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP) desde 1993. É coordenador do Laboratório de Eletrônica de Potência, Qualidade de Energia e Energias Renováveis (LEPQER). Suas principais áreas de interesse são: condicionadores ativos de energia elétrica, sistemas de energia ininterrupta (UPS), sistemas de controle empregando DSC, qualidade da energia elétrica e sistemas de energia renováveis. É membro da SOBRAEP e IEEE PES.

Alessandro do Nascimento Vargas, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

nascido em Vitória (ES), é engenheiro da computação pela Universidade Federal do Espírito Santo (2002), mestre e doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas em (2004) e (2009), respectivamente. É professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP) desde 2007. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação, atuando principalmente nos seguintes temas: estabilidade e controle de sistemas estocásticos, sistemas com saltos markovianos, processos de decisão markoviano, controle ótimo e robusto, sistemas lineares variantes no tempo, métodos matemáticos e sistemas dinâmicos.

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