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Title in Portuguese: Sistema fotovoltaico de pequeno porte interligado à rede elétrica
Title: A low power, grid-connected photovoltaic system
Author: Terán, Eldin Mario Miranda
Advisor(s): Bascopé, René Pastor Torrico
Keywords: Engenharia elétrica
Geração de energia fotovoltaica
Controle automático
Issue Date: 2-Mar-2012
Citation: TERÁN, E. M. M. Sistema fotovoltaico de pequeno porte interligado à rede elétrica. 2012. 145 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
Abstract in Portuguese: A necessidade de obter uma matriz energética menos poluente e em harmonia com o meio ambiente é um tópico muito importante no século XXI. Este trabalho apresenta um conversor cc-ca de dois estágios para injetar a energia de um arranjo de painéis fotovoltaicos à rede elétrica. O primeiro estágio é um conversor elevador, isolado, baseado na Célula de Comutação de Três Estados (CCTE), responsável por elevar a tensão dos painéis fotovoltaicos de 48 Vcc para 400 Vcc e de extrair a máxima potência disponível deles. O segundo estágio consiste em um conversor monofásico cc-ca, ponte completa, responsável por injetar a energia na rede elétrica de baixa tensão (220 Vca, 60 Hz). São apresentados estudos teóricos e exemplos de projeto dos circuitos de potência e controle para ambos os estágios e, com o objetivo de validar a análise, são apresentados resultados de simulação computacional, complementados com resultados experimentais, correspondentes a um protótipo de laboratório de 850 W. O rendimento global obtido experimentalmente é aproximadamente 86,5% enquanto que a distorção harmônica total da corrente entregue à rede elétrica obtida via simulação computacional é 3,8% a plena carga.
Abstract: In the 21st century, the need of a more clean and environment friendly power matrix has become a very important issue. Therefore this work presents a two stage cc-ac converter for connecting a photovoltaic array to the electrical grid. The 1st stage it’s an isolated boost converter, based in the Three Stage Switching Cell (TSSC), in charge of boosting the photovoltaic array voltage from 48 Vcc to 400 Vcc and to track its maximum power point. The 2nd stage is a single-phase cc-ac Full-Bridge converter responsible of injecting the photovoltaic power into the low voltage power grid (220 Vac, 60 Hz). Both, theoretical analysis and designs examples of power and control circuits are presented for the two stages and, in order to validate the analysis, simulation results complemented with experimental results from an 850 W laboratory prototype are presented. The overall efficiency obtained from the prototype was 86.5% while the total harmonic distortion of the current obtained via simulation was 3.8% at full load.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/3869
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