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Título: Avaliação do uso de célula a combustível como fonte secundária de energia em sistema híbrido com arranjo fotovoltaico
Autor(es): Nascimento, Amanda Loureiro
Orientador: Fardin, Jussara Farias
Coorientador: Encarnação, Lucas Frizera
Data do documento: 12-Set-2017
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A dissertação propõe a modelagem de um sistema híbrido isolado composto por arranjo fotovoltaico e conjunto de células a combustível do tipo membrana trocadora de prótons utilizando o software PSCAD. O texto traz a revisão dos principais conceitos relativos à energia fotovoltaica e à célula a combustível, além de apresentar trabalhos relacionados ao tema que motivaram a realização desse estudo. O módulo fotovoltaico é modelado a partir de folha de dados fornecida pelo fabricante, enquanto que a célula a combustível tem seu modelo baseado em estudo realizado anteriormente. Para garantir a potência do sistema, são feitas associações série-paralelo dos módulos fotovoltaicos e das células a combustível. A modelagem do sistema híbrido, que inclui inversores, conversor buck e filtros LCL, assim como o controle utilizado são apresentados de forma detalhada. As fontes atuam em conjunto para suprir as cargas no sistema isolado. Entretanto, o conjunto de células a combustível somente produz potência ativa quando o arranjo fotovoltaico é incapaz de suprir a demanda total, com exceção da partida do sistema. Por se tratar de sistema isolado e pela fonte solar fotovoltaica ter a característica de fonte intermitente, a referência dos sistemas de controle advém do conjunto de PEMFCs. O objetivo das simulações é verificar a dinâmica de funcionamento do sistema isolado mediante variações de radiação solar e de carga.
This dissertation proposes the modeling of a stand-alone hybrid system, composed of photovoltaic plant and proton exchange membrane fuel cell using PSCAD software. The text presents a review about key concepts related to photovoltaic energy and fuel cells, besides of presenting work related that motivates the accomplishment of this study. The photovoltaic module is modeled from a datasheet provided by the manufacturer, while the fuel cell has its model based on an earlier study. To guarantee the amount of power necessary to the system, series-parallel associations of photovoltaic modules and of fuel cells are made. The modeling of the hybrid system, that include inverters, buck converter and LCL filters, as well the strategy of control used are presented in details. The sources supply the loads in the standalone hybrid system. However, the fuel cell’s subsystem only provide power when the photovoltaic subsystem are not able to supply the energy demand. Because the system is isolated and the photovoltaic source has the characteristic of being intermittent, the reference for the control strategy arise from the fuel cell’s subsystem. The simulations are executed in order to verify the dynamic functioning of the stand-alone hybrid system through solar radiation and load changes.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9577
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