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Título: Modelagem de arranjo fotovoltaico com sombreamento parcial para referência de emuladores estáticos
Autor(es): Heringer, Netalianne Mitchelle Fagundes
Orientador: Simonetti, Domingos Sávio Lyrio
Palavras-chave: Sombreamento parcial
MPPT
Conversor Buck
Módulo solar
Data do documento: 8-Dez-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Devido à necessidade do emprego de técnicas de rastreamento do ponto de máxima potência no estudo de energia solar fotovoltaica, e considerando a dificuldade de viabilizar ensaios e testes em laboratório, este trabalho consiste em modelar um arranjo fotovoltaico representando o efeito do sombreamento parcial em arranjos como referência para emuladores de módulos PVs. As características nominais de um módulo fotovoltaico são descritas por meio de um modelo matemático que, por simulação computacional, estabelece uma corrente de referência para emulação de um conjunto de módulos conectados em série. O modelo matemático utilizado é adaptado para representar os efeitos de sombreamento parcial a que são expostos os arranjos fotovoltaicos, e a corrente de referência disponibilizada é utilizada como referência de corrente do laço de controle de um conversor CC que deve conseguir imitar o comportamento de um arranjo fotovoltaico com sombreamento parcial. O algoritmo para adequação aos efeitos de sombreamento parcial, o projeto do emulador e os resultados obtidos são apresentados considerando diferentes níveis de radiação do Sol e para diferentes condições de sombreamento parcial. A partir dos resultados apresentados e comparados com um sistema de referência foi possível obter uma resposta satisfatória para a representação de arranjos série de módulos em situação de sombreamento parcial. Os resultados de cálculo de desvios se mantiveram abaixo da faixa de tolerância prevista pelo fabricante do módulo comercial utilizado. O conversor projetado e a sintonia do controlador obtiveram bom funcionamento para todas as condições de irradiância mostradas com um bom comportamento dinâmico, sendo capaz de representar as características elétricas do arranjo de maneira adequada.
The present work consists in modeling a PV array as a reference for PV modules emulators, including partial shadowing effects representation. These emulators are implemented forthe sake of the need to employ maximum power point tracking techniques in solar energy studies and due to the issues to make laboratory tests feasible. PV module rated characteristics are described through a mathematical model, which by computational simulation establishes a reference current to a series connected array emulation. The mathematical model used is adapted to represent the shadowing effects that occur in PV panels, and this reference current is provided to a DC-DC converter. The converter is responsible to represent electrical aspects of array. The partial shadowing adequation algorithm, the emulator design, and the different sun radiation levels and shadowing conditions are considered when presenting the results. By these results it was possible to obtain a suitable representation of series arrays during partial shadowing. The evaluated deviation is kept below manufacturer tolerance levels, for the commercial module used. Designed converter and control worked for all irradiance conditions, with good dynamic behavior. The system is able to properly represent array electric characteristics.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9555
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