Conversor CC-CC Isolado de Alto Ganho para Integração em Módulos Fotovoltaicos

Carolina Knaesel; Leandro Michels; Alessandro L. Batschauer; Marcello Mezaroba

doi:10.18618/REP.2019.4.0042

Authors

Carolina Knaesel Universidade do Estado de Santa Catarina (UESC), Joinville – SC, Brasil
Leandro Michels Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil
Alessandro L. Batschauer Universidade do Estado de Santa Catarina (UESC), Joinville – SC, Brasil
Marcello Mezaroba Universidade do Estado de Santa Catarina (UESC), Joinville – SC, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2019.4.0042

Keywords:

Conversores CC-CC de Alto Ganho, Conversores Integrados à Módulos Fotovoltaicos

Abstract

A significativa redução no custo dos componentes dos sistemas fotovoltaicos tem mudado a perspectiva da aplicação futura desses sistemas. Muitos locais de instalação atualmente descartados devido às orientações não ótimas e aos sombreamentos parciais poderão se tornar viáveis economicamente. Além disso, observa-se uma tendência que ocorra a disseminação dos sistemas fotovoltaicos integrados às edificações (BIPV). Uma abordagem interessante para maximizar a conversão de energia desses sistemas compreende o uso de conversores integrados aos módulos (MIC) com arranjo paralelo. Dessa forma, todos os MICs operam de forma independente entre si, conferindo modularidade e simplicidade de instalação e operação. Nesse trabalho é proposto o uso de uma topologia de MICs baseada em um conversor cc-cc boost meia-ponte isolado de alto ganho com comutação suave para essa aplicação. Esse conversor é analisado em detalhe, sendo proposto um novo equacionamento para determinação do ganho estático dessa topologia considerando a perda de razão cíclica ocasionada pela presença da indutância auxiliar de comutação, uma metodologia para projeto da indutância auxiliar visando a garantia da comutação ZVS de todos os interruptores em uma ampla faixa de operação, bem como o uso de um esquema de controle em cascata para possibilitar a operação em paralelo dos conversores. Resultados experimentais foram obtidos em protótipos similares de 130 W operando com suas saídas conectadas em paralelo, demonstrando a viabilidade da topologia para a aplicação bem como o sistema de controle proposto.

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Author Biographies

Carolina Knaesel, Universidade do Estado de Santa Catarina (UESC), Joinville – SC, Brasil

nascido em 11/08/1991 em Blumenau, é engenheira eletricista (2016) pela Universidade Federal de Santa Catarina e mestra (2018) em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, energias renováveis e qualidade do processamento da energia elétrica.

Leandro Michels, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica (2001) e doutorado em Engenharia Elétrica (2007), ambos pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Atua como Professor Associado junto ao Departamento de Processamento de Energia Elétrica da mesma universidade, onde desenvolve atividade junto ao curso de Eng. de Controle e Automação (conceito 5 ENADE) e ao Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC) do Programa de PósGraduação em Eng. Elétrica (conceito 6 CAPES). Atualmente é bolsista de Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora do CNPq categoria 1D.

Alessandro L. Batschauer, Universidade do Estado de Santa Catarina (UESC), Joinville – SC, Brasil

recebeu os graus de Engenheiro Eletricista, Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica em 2000, 2002 e 2011 respectivamente, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atualmente é Professor no Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Santa Catarina (UDESC) desenvolvendo atividades de pesquisa junto ao Núcleo de Processamento de Energia Elétrica (nPEE). É membro da SOBRAEP e do IEEE.

Marcello Mezaroba, Universidade do Estado de Santa Catarina (UESC), Joinville – SC, Brasil

recebeu os graus de Engenheiro Eletricista, Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica em 1996, 1998 e 2001 respectivamente, pela Universidade Federal de Santa Catarina. Desde 2002 é Professor Associado no Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade do estado de Santa Catarina (DEE/UDESC) onde atua na Graduação e Pós-Graduação. Em 2004 foi um dos sócios fundadores da Empresa SUPPLIER onde atua como Diretor Técnico. É membro do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP), onde atua como Editor Geral da Revista Eletrônica de Potência (REP). Suas áreas de interesse incluem comutação suave, processamento de energias alternativas, fontes de alimentação CC e CA, condicionadores de energia elétrica e microrredes de energia.

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