Projeto E Desenvolvimento De Um Sistema Inversor Para Fontes De Energia Renovável Com Conectividade À Rede Elétrica

Authors

  • Ruben Barros Godoy Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil
  • Helder Zandonad Maia Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil
  • Faete Jacques Teixeira Filho Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil
  • Luigi Galotto Júnior Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil
  • João Onofre Pereira Pinto Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil
  • Gilberto Shimada Tatibana Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2007.2.155162

Keywords:

Alto Rendimento, Conexão à Rede, Energia Renovável, Inversor de Alta Freqüência

Abstract

Este trabalho apresenta um inversor com potência nominal de 1kW, desenvolvido para aplicação em fontes de energia renovável. O equipamento pode operar em dois modos: autônomo ou conectado à rede elétrica com controle do fluxo de potência. O conversor é composto de três estágios: inversor de alta freqüência, retificador em ponte e inversor SPWM de baixa freqüência. O sistema proposto foi implementado com isolação galvânica e opera com tensão de entrada contínua entre 30V e 60V, obtendo-se tensão eficaz de saída de 110V ou 240V com freqüência de 50Hz ou 60Hz. THD, eficiência e regulação são parâmetros de desempenho que serão avaliados. Resultados experimentais para cada condição de operação serão apresentados neste desenvolvimento. Características como custo, volume e peso também são descritas.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Ruben Barros Godoy, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil

nascido em 13/02/1982 em Campo Grande – MS recebeu o título de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, MS – Brasil em 2004. Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, MS – Brasil, em 2006. Atualmente é aluno do curso de doutorado da Universidade Estadual Paulista, campus de Ilha Solteira, SP. Integrou o time finalista da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul no desafio internacional "The Future Energy Challenge 2005", patrocinado pelo IEEE. Suas áreas de interesse incluem eletrônica de potência, eletromagnetismo e qualidade de energia. Atua em pesquisas nas áreas de conversores de potência, processamento de sinais e controle digital.

Helder Zandonad Maia, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil

nascido em 20/03/1982 em Campo Grande – MS, recebeu o título de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, MS – Brasil em 2004. Atualmente é aluno do curso de Mestrado em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, concentração em inteligência artificial. Integrou o time finalista da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul no desafio internacional "The Future Energy Challenge 2005", patrocinado pelo IEEE. Suas áreas de interesse incluem eletrônica de potência, controle digital, processamento digital de sinais e processamento paralelo. Atua em pesquisas na área de conversores de potência e aplicações de redes neurais em sistemas elétricos de potência.

Faete Jacques Teixeira Filho, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil

nascido em 15/06/1981 em Campo Grande – MS, recebeu o título de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, MS – Brasil em 2004 e o título de Mestre em 2006 pela mesma instituição. Atualmente é pesquisador associado do Laboratório de Inteligência Artificial, Eletrônica de Potência e Acionamentos (Batlab) da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Integrou o time finalista da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul no desafio internacional "The Future Energy Challenge 2005", patrocinado pelo IEEE. Sua área de interesse inclui conversores de potência, plataformas de aquisição de dados e inteligência artificial. Atua em pesquisas nas áreas de conversores de potência, aquisição e processamento de sinais, controle de processos e eletrônica digital.

Luigi Galotto Júnior, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil

nascido em 12/02/1981 em São Paulo é engenheiro eletricista (2003) e mestre em aplicações de inteligência artificial (2006) pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Tem trabalhado como pesquisador desde 2003 e, atualmente, é professor colaborador na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Me. Galotto tem a maior parte das publicações em congressos de eletrônica de potência do IEEE e publicações em monitoramento e diagnóstico.

João Onofre Pereira Pinto, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil

nasceu em 22 de junho de 1966 em Valparaíso, S.P., Brasil. Engenheiro Eletricista pela Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, Brasil, em 1990. Mestre em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Brasil, em 1993, e Ph.D. pela The University of Tennessee, Knoxville, TN, EUA em 2001. Atualmente é professor da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Brasil, onde ocupa o cargo de coordenador do programa pós-graduação em engenharia elétrica. Pesquisador do CNPq, suas áreas de interesse incluem mineração de dados, sistema de suporte a decisão, processamento de sinais, aplicações de redes neurais artificiais, lógica nebulosa, algoritmos genéticos e wavelets em eletrônica de potência, técnicas PWM, controle e acionamento de máquinas elétricas.

Gilberto Shimada Tatibana, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cidade Universitária s/n, C.P. 549, CEP: 79.070-900, Campo Grande – MS Brasil

nascido em 07/09/1971 em Adamantina – SP, recebeu o título de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, MS - Brasil em 1994 e o título de Mestre pela Universidade Federal de Uberlândia - MG, Brasil em 1997. Suas áreas de interesse incluem Eletrônica de Potência, TV Digital e Inteligência Artificial. Atualmente desenvolve pesquisa no projeto “Sistema de Monitoramento de Calibração de Instrumentos e Validação de Sensores Usando Inteligência Artificial”.

References

G. K. Andersen, C. Klumpner, S. B. Kjter, F. Blaabjerg, "A New Green Power Inverter for Fuel Cells",IEEEPower Electronics Specialists Conference, 2002 https://doi.org/10.1109/PSEC.2002.1022540 DOI: https://doi.org/10.1109/PSEC.2002.1022540

B. M. T. Ho, H. S. H. Chung, "An Integrated Inverter With Maximum Power Tracking for Grid-Connected PV Systems", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 20, No. 4, July 2005 https://doi.org/10.1109/TPEL.2005.850906 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2005.850906

C. Liu, A. Johnson, J. S. Lai, "A Novel Three-Phase High-Power Soft-Switched DC/DC Converter for Low-Voltage Fuel Cell Applications", IEEE Transactions onIndustry Applications, Vol. 41, No. 6, November/December 2005 https://doi.org/10.1109/TIA.2005.858259 DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2005.858259

M. Calais, J. Myrzik, T. Spooner, Vassilios G. Agelidis, "Inverters for Single-Phase Grid Connected Photovoltaic Systems - An Overview", IEEE, 2002 https://doi.org/10.1109/PSEC.2002.1023107 DOI: https://doi.org/10.1109/PSEC.2002.1023107

R.L., Steigerwald, "A Comparison of Half-Bridge Resonant Converter Topologies", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 3, No. 2, April 1988 https://doi.org/10.1109/63.4347 DOI: https://doi.org/10.1109/63.4347

S. B. Kjaer, J. K. Pedersen, F. Blaabjerg, "A Review of Single-Phase Grid-Connected Inverters for Photovoltaic Modules",IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 41, No. 5, September/October 2005 https://doi.org/10.1109/TIA.2005.853371 DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2005.853371

B. Singh, B. N. Singh, A. Chandra, K. Al-Haddad, A. Pandey, D. P. Kothari, "A Review of Single-Phase Improved Power Quality AC-DC Converters", IEEETransactions on Industrial Electronics, Vol. 50, No. 5, October 2003 https://doi.org/10.1109/TIE.2003.817609 DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2003.817609

Y. Xue, L. Chang, S. B. Kjær, J. Bordonau, T. Shimizu, "Topologies of Single-Phase Inverters for Small Distributed Power Generators: An Overview",IEEETransactions on Power Electronics, Vol. 19, No. 5, September 2004 https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.833460 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.833460

A. A. Santander, A. J. Perin, I. Barbi, "A Three-Level Push-Pull Inverter: Analysis, Design and Experimentation", IEEE, 2004. https://doi.org/10.1109/APEC.1994.316334 DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.1994.316334

N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications and Design, IEEE Press 1994.

M. Prodanović, T. C. Green, "Power Quality Improvement in Grid Connection of Three-Phase Inverters", IEEE Power Electronics Machines and Drives16-18 April 2002, Conference Publication No. 487 https://doi.org/10.1049/cp:20020084 DOI: https://doi.org/10.1049/cp:20020084

M. Dai, M. N. Marwali, Jin-Woo Jung, and A. Keyhani, "Power Flow Control of a Single Distributed Generation Unit with Nonlinear Local Load", IEEE Power Sys-tems Conference and Exposition, 2004, IEEE PES. https://doi.org/10.1109/PSCE.2004.1397647 DOI: https://doi.org/10.1109/PSCE.2004.1397647

Yu-Kai Chen, Chih-Hsiang Yang, Yung-Chun Wu, "Robust Fuzzy Controlled Photovoltaic Power Inverter with Taguchi Method",IEEE Transactions on Aerospaceand Electronis Systems, Vol. 38, No. 3, July 2002. https://doi.org/10.1109/TAES.2002.1039410 DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.2002.1039410

L. N. Arruda, S. M. Silva, B. J. C. Filho, "PLL Structures for Utility Connected Systems", Industry ApplicationsConference, 2001. Thirty-Sixth IAS Annual Meeting. https://doi.org/10.1109/IAS.2001.955993 DOI: https://doi.org/10.1109/IAS.2001.955993

S. M. Silva, B. M. Lopes, B. J. C. Filho, R. P. Campana, W. C. Boaventura, "Performance Evaluation of PLL Algorithms for Single-phase Grid-connected Systems", Industry Applications Conference, 2004. 39th IAS Annual Meeting. https://doi.org/10.1109/IAS.2004.1348790 DOI: https://doi.org/10.1109/IAS.2004.1348790

Published

2007-07-31

How to Cite

[1]
R. B. Godoy, H. Z. Maia, F. J. Teixeira Filho, L. G. Júnior, J. O. P. Pinto, and G. S. Tatibana, “Projeto E Desenvolvimento De Um Sistema Inversor Para Fontes De Energia Renovável Com Conectividade À Rede Elétrica”, Eletrônica de Potência, vol. 12, no. 2, pp. 155–162, Jul. 2007.

Issue

Section

Original Papers