Estágio realizado na EFACEC, e orientado pelo Eng. Nuno Costa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Automação). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

A potência produzida por um sistema fotovoltaico é altamente variável, pois depende das condições ambientais às quais o mesmo está submetido. Conhecendo-se os dados meteorológicos locais, em especial temperatura e irradiância, além de características dos componentes da instalação, é possível, a partir de modelos matemáticos, estimar a potência instantânea esperada do sistema. O objetivo desta dissertação é desenvolver um software que possua essa funcionalidade, a fim de supervisionar a operação de uma usina solar fotovoltaica que será instalada no âmbito do projeto “Inserção da Geração Solar Fotovoltaica Urbana Conectada à Rede em Porto Alegre”. Comparando-se os resultados calculados pelo software em tempo real com as condições medidas, será mais rápido identificar eventuais defeitos no sistema, e mais fácil seu diagnóstico. Para o desenvolvimento do programa, é alterado o software FVCONECT, que trabalha com dados climáticos médios de uma região para simular o funcionamento típico de um sistema naquele local, dando origem ao programa SPV - SuPerVisor, que, a partir da entrada das condições meteorológicas instantâneas, fornece diversos dados sobre as condições de operação que deveriam estar ocorrendo, tais como tensão elétrica, corrente elétrica e potência, em corrente contínua e em corrente alternada. Esse software é, então, validado a partir de comparações entre dados experimentais medidos em um sistema fotovoltaico conectado à rede instalado no LABSOL e uma simulação desse sistema realizada pelo SPV utilizando as mesmas condições de temperatura e irradiância verificadas no sistema real. Os resultados em geral apresentam concordância, tendo a comparação da potência produzida maior conformidade que as de tensão e corrente. Os pontos de maior dificuldade do programa são analisados e suas causas discutidas, sugerindose possíveis soluções. A usina solar fotovoltaica que será monitorada é apresentada, caracterizando-se seus componentes e a compatibilidade entre os mesmos. O espaço disponível para a instalação é examinado de forma a melhor acomodar os módulos fotovoltaicos, evitando ao máximo a ocorrência de sombreamentos, e os inversores, de maneira a facilitar sua conexão. O efeito do sombreamento no sistema é analisado, primeiro com uma estimativa em média anual, depois com a criação de uma rotina no programa SPV que possibilita considerar parte dos módulos da usina com sua radiação direta bloqueada. Com essa funcionalidade, é estudado um caso limite dos efeitos desse sombreamento, no qual é visto que a perda de potência em alguns casos pode ser significativa, sendo, portanto, fundamental sua consideração. Por fim, é discutido o sistema de medição necessário tanto para o monitoramento da usina quanto para o correto funcionamento do software SPV. / The power generated by a photovoltaic system is highly variable, since it depends on the ambient conditions to which it is submitted. Knowing the local meteorological data, especially temperature and irradiance, in addition to characteristics of the plant’s components, it is possible to estimate, using mathematical models, the expected instant power for the system. The aim for this master’s thesis is to develop a software with this functionality, in order to supervise the operation of a photovoltaic power plant to be built within the project “Inserção da Geração Solar Fotovoltaica Urbana Conectada à Rede em Porto Alegre”. By comparing the real time results simulated by the software with the measured conditions, it will be faster to identify eventual system defects, and easier their diagnosis. For the program’s development, it is modified another software called FVCONECT, which works with mean climatic data from a specific region to simulate the typical behaviour of a system on that place; originating the so-called SPV - SuPerVisor, which, from the input of instant meteorological conditions, provides several data about the operating conditions that should be occurring, such as voltage, current and power, in direct current and in alternate current. This software is, then, validated with comparisons between experimental data measured from a grid-connected photovoltaic system operating at LABSOL and a simulation of this system using the same temperature and irradiance conditions verified on the real plant. The results generally demonstrate agreement, with the produced power comparison having a greater accordance than the current and voltage ones. Situations in which the software presents greater difficulties are analyzed and its causes are discussed, and possible solutions are proposed. The photovoltaic power station which will be supervised is presented, with its components and the compatibility between each other studied. The available area for the setup of the plant is examined in order to better accommodate the photovoltaic modules avoiding as much as possible the occurrence of shading; and the inverters, in order to facilitate their connection. The effect of shading on the system is analyzed, first by an annual mean estimation, and later using the creation of a routine on SPV which enables to consider some of the modules on the plant with their direct solar radiation blocked. With this functionality, it is studied a case which represents the maximum effect from shading on the system, and it is seen that the power loss can be significant, being therefore essential its consideration. At last, it is discussed the measurement system necessary both for the power plant monitoring and for the correct operation of the SPV software.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-14Bitstream added on 2014-06-13T19:02:05Z : No. of bitstreams: 1 fraga_jrcp_dr_botfca.pdf: 1204439 bytes, checksum: 2e8372a8c8355a32a2d914e2553fc20b (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo a análise do sistema de armazenamento de energia elétrica gerada a partir de um sistema fotovoltaico, composto por baterias de chumbo-ácido. A crescente demanda de energia no mundo, além da necessidade de utilização de recursos renováveis de forma a preservar o nosso meio ambiente, obriga o desenvolvimento de técnicas de eficiência na produção e controle dessa energia. A escassez apresentada atualmente na área energética ao redor do mundo chama a atenção de toda a comunidade científica que se preocupa em desenvolver projetos alternativos para suprir as necessidades do ser humano de um modo produtivo, não poluente e de baixo custo. Para o desenvolvimento desse trabalho, foram utilizados dois sistemas fotovoltaicos, o primeiro, convencional, com painel solar estacionária e o segundo com um sistema de posicionamento automático com relação ao sol. Esta análise comparativa permitirá avaliar as vantagens ou não de um sistema, em relação ao outro. Além disso, foram levantadas as curvas de carga, descarga, capacidade da bateria, determinação da taxa hora-funcional, a reação de auto-descarga (através do estado de flutuação) entre outras informações relevantes que permitam entre outras coisas, obter uma maior vida útil da bateria estacionária em questão. Esse trabalho levantará as características elétricas, como tensão, corrente, potência e energia, utilizará ferramentas de modelagem através de circuitos elétricos equivalentes para simulação do comportamento da bateria, em situações de carga e descarga, e principalmente o levantamento experimental das baterias funcionando nos dois sistemas distintos. Este trabalho evidencia as diferenças comportamento da bateria, e mostra a configuração que permite a operação da bateria em condições mais favoráveis. Os resultados obtidos, indicam que a bateria ligada... / This work aimed at analyzing the electric energy storage system generated from a photovoltaic system with lead-acid batteries. The increasing claim for energy in the world in addition to the need of utilizing renewable sources of energy in order to preserve the environment makes necessary the development of efficient techniques for energy generation and control. The energy shortage experienced in today’s world attracts attention from the scientific community, which is concerned about developing alternative projects towards the human being’s need in a productive way, without pollution and low cost. Two photovoltaic systems were used in this work, a conventional one with stationary solar panel and another with automatic solar position system. The comparative analysis has allowed assessing the advantages of both systems. The following characteristics were obtained during the development of this work: charge, discharge, battery capacity, operating time rate, auto-discharge reaction (through fluctuation state), among other important information that allowed to attain an extended life to the stationary battery studied. The characteristics described in the references of this work have been obtained, and modeling techniques through electric circuits were used to simulate the battery behavior for charge and discharge conditions. The experimental tests of the battery operation in both systems were carried out. This research has searched for showing the main differences of the battery behavior in order to get the configuration in which the battery operation is developed in more favorable conditions.

Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2016-09-27T17:05:15Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2911484 bytes, checksum: a40eec3093de5890811339c6b3e86fa7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T17:05:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2911484 bytes, checksum: a40eec3093de5890811339c6b3e86fa7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a method of sizing photovoltaic panels using modified Particle swarm (MPSO) in order to reduce power losses and improve the voltage profile. For implementation was used the PowerFactory® software, specifically programing language DIgSILENT (DPL). The proposed method was applied at the first time in the IEEE 13-bus system. After validating, it was applied to a real system, Federal University of Paraíba (UFPB). The results show that the proposed method have the ability to provide the best dimensions of photovoltaic panels distributed at the University, improving of the voltage profile and reducing energy losses / Este trabalho apresenta um método de dimensionamento de painéis fotovoltaicos usando enxame de partículas modificado (MPSO), a fim de reduzir as perdas de energia e melhorar o perfil de tensão. Para a implementação é utilizado o software PowerFactory®, especificamente a linguagem de programação em DIgSILENT (DPL). O método proposto foi aplicado inicialmente no sistema IEEE 13-barras. Após a validação, foi aplicada a um sistema real, Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Os resultados mostram que o método proposto tem a capacidade de proporcionar as melhores dimensões de módulos fotovoltaicos distribuídos na micro rede da Universidade, melhorando o perfil de tensão e reduzindo as perdas de energia.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The search for a more diverse energy matrix, to decrease the fossil fuel consumption com-bined with the enhance concern of environmental impacts results in an increasing interest on the installation of distributed generators. Nevertheless, its technical impacts must be studied carefully to benefit electric energy distribution systems. Considering photovoltaic generators, the presence of clouds influences directly in the solar irradiance on Earth’s surface, what var-ies, in a significant way, the generation of energy throughout time. The continuous clouds movement above electrical grids that contain this kind of generation produces difficulty in the forecast variations of the generated power flow and voltage fluctuations on electrical grid im-pacting the consumer’s energy quality. Thus, this master dissertation proposes to rank real solar irradiance data according to satellite image processing, which counts on information referring to the different sort of clouds. The purpose is to investigate how the dynamic of clouds affects the energy production from photovoltaic generator and, consequently, the im-pact on the electrical grids that counts with it. At first, different types of clouds are ranked through image processing techniques, so that images were obtained in CPTEC. Weather Fore-casting and Climate Studies Center website using satellite GOES-13 data with 30 minutes periods. In comparison to image processing results, it is used measured data from a photovol-taic system installed on the roof of Block E from Santa Maria’s Polytechnic School to rate the shading influence, thus, the classification of measured data on: sunny, partially clouded and fully clouded days. Therefore, for the evaluation of impact of a photovoltaic systems on dif-ferent generation situations over an electric distribution grid, it was used the IEEE 34-bus feeder, through known analysis such as QuasiStatic Time-Series Analysis performed by the software Open Distribution System Simulator (OpenDSS). Different load profiles are also considered, such as constant and variating loads on weekdays and weekends. The results in each tested case are presented and is performed an analysis of information from the energetic point of view, observing the real and local generation capacity, and the quality of the energy provided by the system, in which is referred the voltage levels and operation of voltage regu-lators equipment. / A busca pela diversificação da matriz energética, diminuição na utilização de combustíveis fósseis para geração de energia elétrica, além da maior preocupação com os impactos ambientais, fazem com que se aposte cada vez mais na instalação de geradores distribuídos. Contudo, para que estes possam vir a beneficiar sistemas de distribuição de energia elétrica, seus impactos técnicos devem ser cuidadosamente estudados. Considerando geradores fotovoltaicos, a presença de nuvens influ-encia diretamente a irradiância solar que chega à superfície terrestre, variando de uma forma sig-nificativa ao longo do tempo a energia gerada. O movimento contínuo das nuvens sobre redes elétricas que contam com esse tipo de geração produz variações de difícil previsibilidade sobre o fluxo de potência gerado e flutuações de tensão na rede elétrica, acarretando em possíveis impac-tos na qualidade de energia fornecida aos consumidores. Assim, esta dissertação de mestrado pro-põe classificar dados reais de irradiância solar conforme o processamento de imagens de satélite que contam com informações referente a classificação de diferentes tipos de nuvens, com objetivo de investigar como a dinâmica de nuvens afeta a produção de energia através de geradores fo-tovoltaicos, e consequentemente redes de distribuição de energia elétrica que contam com a parti-cipação dos mesmos. Em um primeiro instante, através de técnicas de processamento de ima-gem dá-se a classificação dos diferentes tipos de nuvens, de modo que as imagens são obtidas através do site do CPTEC (Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos) com dados do satélite GOES-13 em períodos de 30 minutos. Em comparação aos resultados de processamento de imagem são utilizados dados medidos de um sistema fotovoltaico, instalado no telhado do Blo-co E do Colégio Politécnico de Santa Maria, para avaliar a influência do sombreamento, e assim classificação dos dados medidos em: dia ensolarado, parcialmente encoberto e encoberto. Logo, para a avaliação do impacto em uma rede de distribuição elétrica que conta com sistemas fotovol-taicos em diferentes situações de geração, considera-se o sistema IEEE 34 barras, a partir de aná-lises conhecidas como Quasi-Static Time-Series Analysis, realizadas pelo software Open Distri-bution System Simulator (OpenDSS). Também, são considerados diferentes perfis de carga, como por exemplo, cargas que não variam no tempo, e cargas que variam com características de dia de semana e fim de semana. Os resultados de cada caso testado são apresentados e é realizado uma análise de informações tanto do ponto de vista energético, observando-se a capacidade real e local de geração, além da qualidade de energia fornecida pelo sistema, no que se refere aos níveis de tensão e operação de equipamentos reguladores de tensão.

Made available in DSpace on 2015-11-25T01:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000476372-Texto+Completo-0.pdf: 4077296 bytes, checksum: 85b4c453088ae9f0ceed3d18c8ad4570 (MD5) Previous issue date: 2015 / This work presents the study and development of a modification proposal of the classical MPPT - P&O approach, based on the utilization of the power and voltage derivatives in PV panel terminals. The contribution of this study consists in the employment of the time derivative of voltage that is used to determine converter duty cycle step size instantly. The proposed MPPT approach when compared to the classical P&O, presents some advantages like as: better dynamic response, steady state error reduction and robustness (considering different irradiation and temperature profiles). In order to validate this study, a microinverter prototype based on flyback converter, using this new approach, was implemented aiming to connect PV panels to the mains. Microinverter control strategy was held on Matlab/Simulink® environment in association to a data processing board (DS1104 from dSPACE®). / Este trabalho apresenta o estudo e o desenvolvimento de uma proposta de modificação do método de MPPT P&O clássico com base na utilização da derivada da potência e da derivada da tensão nos terminais dos painéis PV. A contribuição deste trabalho consiste no emprego da derivada da tensão dos painéis, a qual é utilizada para determinar a variação instantânea do ciclo de trabalho do conversor. O método de MPPT proposto em comparação com o método P&O convencional apresentou melhor desempenho considerando-se a resposta dinâmica, o erro de estado estacionário e a robustez (contra diferentes perfis de irradiância e de temperatura). A fim de validar este estudo, um protótipo de um microinversor com base no conversor flyback, usando a abordagem proposta, foi implementado com o objetivo de conectar painéis fotovoltaicos à rede elétrica. A estratégia de controle do microinversor foi realizada em ambiente Matlab/Simulink® em associação a uma placa de processamento de dados (DS1104 da dSPACE®).

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-20T14:37:35Z No. of bitstreams: 1 TÚLIO ALBUQUERQUE DIAS – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2016.pdf: 5822647 bytes, checksum: 7cd3ed5c6dd5eedcd93037a70c98ddd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T14:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TÚLIO ALBUQUERQUE DIAS – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2016.pdf: 5822647 bytes, checksum: 7cd3ed5c6dd5eedcd93037a70c98ddd7 (MD5) Previous issue date: 2016-10-18 / Capes / Este trabalho trata da aplicação da geração fotovoltaica residencial associada à utilização de banco de baterias com a finalidade de reduzir à elevação e variação da potência injetada na rede. Dessa forma o sistema de armazenamento é utilizado para absorver a energia excedente imposta pela geração ao longo do dia fornecendo ou absorvendo potência constante a rede elétrica. Diante desta abordagem, este trabalho tem por objetivo descrever e analisar estratégias de controle em sistemas FV associadas ao controle de carga e descarga de um banco de baterias chumbo-ácido associadas em série, para reduzir a alta potência injetada na rede, devido ao fato que o pico de geração, muitas vezes não coincide com o horário de pico de consumo. Foram apresentadas topologias convencionais para este tipo de sistema e partir da escolha de uma topologia genérica, foi obtido à modelagem do sistema FV/Bateria conectado a rede elétrica para obter as funções de transferência e respectivas malhas de controle da planta. Na sequência foi feito uma avaliação das estratégias de controle aplicadas, gerando resultados por simulação e experimentais que validam as estratégias analisadas. Para avaliar a redução da potência injetada na rede com a inserção do sistema de armazenamento, foi descrito um modelo simplificado da rede de BT. Os resultados obtidos via simulação comprovaram que foi possível regular adequadamente o fluxo de potência dos painéis para as baterias e a rede elétrica, como também reduzir a variação e elevação da potência na rede, gerada pela mudança dos níveis de irradiação. Como consequência desta ação foi evidenciada também à redução da elevação da tensão no Ponto de Acoplamento comum (PAC). / This work deals with the application of residential photovoltaic generation associated with the use of battery banks with the purpose of reducing the elevation and variation of the injected power in the network. In this way the storage system is used to absorb the surplus energy imposed by the generation during the day supplying or absorbing constant power to the electrical network. In this approach, this work aims to describe and analyze control strategies in PV systems associated with the control of load and discharge of a bank of lead-acid batteries associated in series, to reduce the high power injected in the network, due to the fact that The generation peak often does not coincide with peak consumption times. It was presented the conventional topologies for this type of system and from the choice of a generic topology, was obtained to the modeling of the FV / Battery system connected to the electrical network to obtain the transfer functions and respective control meshes of the plant. An evaluation of the applied control strategies was carried out, generating simulation and experimental results that validate the analyzed strategies. To evaluate the reduction of the injected power in the network with the insertion of the storage system, a simplified model of the LV network was described. The results obtained through simulation showed that it was possible to adequately regulate the power flow of the panels to the batteries and to the electrical network, as well as to reduce the variation and increase of the power in the network, generated by the change of the irradiation levels. As a consequence of this action was also evidenced to the reduction of the voltage increase at the Common Coupling Point (PAC).

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-17T19:02:33Z No. of bitstreams: 1 JoaoTeixeiraDeCarvalhoNeto_TESE.pdf: 8174076 bytes, checksum: abcf3b6d3686c5b762d15c468555b83d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-02-17T22:15:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoaoTeixeiraDeCarvalhoNeto_TESE.pdf: 8174076 bytes, checksum: abcf3b6d3686c5b762d15c468555b83d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T22:15:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoTeixeiraDeCarvalhoNeto_TESE.pdf: 8174076 bytes, checksum: abcf3b6d3686c5b762d15c468555b83d (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / A integra??o de unidades com fontes de energia prim?ria, com armazenamento de energia e cargas, ? esperada para desempenhar um papel promissor no futuro para o fornecimento de energia el?trica. A interliga??o em rede destas unidades fornecendo m?dia e baixa tens?o forma um sistema denominado de microgrid. As fontes de energia distribu?da s?o as unidades b?sicas para armazenamento e distribui??o de energia em microgrids. Estas fontes podem ser de um tipo h?brido que inclui uma fonte de energia prim?ria e armazenamento simultaneamente. Uma unidade de tipo h?brido ? proposta neste trabalho e consiste de um conversor Buck-Boost CC-CC que rastreia a pot?ncia m?xima fornecida por um painel fotovoltaico, um conversor Boost CC-CC que regula a tens?o do barramento CC do microgrid e um conversor Buck-Boost bidirecional CC-CC que controla o fluxo de energia na unidade, carregando ou descarregando um banco de baterias. O controle desses conversores deve considerar a prote??o da bateria contra picos de tens?o e transit?rios, assim como a prote??o das cargas conectadas ao barramento principal do microgrid, quando a bateria fornece a energia armazenada. As t?cnicas de controle convencionais utilizadas nos conversores destas unidades utilizam a modula??o por largura de pulso que tem a desvantagem de produzir transit?rios indesej?veis devido ? resposta lenta ?s varia??es na fonte de entrada do sistema ou nas cargas conectadas ao barramento principal do microgrid. Estes transit?rios podem vir a danificar outras cargas e baterias que estejam conectadas ao barramento principal do microgrid. A t?cnica de controle de um ciclo ? aplicada aos conversores chaveadores para permitir uma resposta r?pida a transit?rios, sem overshoots e erro nulo em regime permanente. O objetivo deste trabalho ? a utiliza??o desta t?cnica no controlador desses conversores, a fim de rastrear rapidamente o ponto de pot?ncia m?xima do painel fotovoltaico, carregar as baterias quando elas est?o descarregadas, e fornecer a energia das baterias para as cargas quando necess?rio, garantindo a prote??o das baterias e das cargas ligadas ao barramento principal do microgrid. / The integration of units with primary energy sources, energy storage and loads, is expected to play a promising role in the future for the electricity supply. The interconnection of such units providing medium and low voltage makes a microgrid system. The distributed energy sources are the basic units for storage and distribution in microgrids. These sources can be of a hybrid type, which includes a primary energy source and storage simultaneously. A hybrid type proposed in this paper consists of a DC-DC Buck-Boost converter that tracks the maximum power supplied by a photovoltaic panel, a DC-DC Boost converter that regulates the microgrid DC bus voltage and a DC-DC bidirectional Buck-Boost converter that controls the energy flow in the system, charging or discharging a battery bank. The control of these converters should consider the protection of the battery against voltage transients and spikes, as well as the protection of loads connected to the microgrid main bus when the battery supplies the stored energy. Conventional control techniques used on the converters of these units use the pulse width modulation, which has the disadvantage of produce undesirable transient due to the slow response to changes in the system input source, or the loads resistance connected to microgrid the main bus. These transients can damage other loads and batteries connected to the microgrid main bus. Thus, one-cycle control technique is applied to the switching converters to allow fast response to transient without overshoots and zero steady-state error. The objective of this work is to use this technique in controlling these converters in order to quickly track the maximum power point of the photovoltaic panel, charge the batteries when they are discharged, and provide power from the batteries to the loads when needed, ensuring the protection of the batteries and the loads connected to the microgrid main bus.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-08-01T12:09:06Z No. of bitstreams: 1 AlanCassioQueirozBezerraLeite_DISSERT.pdf: 6449528 bytes, checksum: 369bc54289511d188cd706add4d9379a (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-08-02T15:25:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlanCassioQueirozBezerraLeite_DISSERT.pdf: 6449528 bytes, checksum: 369bc54289511d188cd706add4d9379a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-02T15:25:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlanCassioQueirozBezerraLeite_DISSERT.pdf: 6449528 bytes, checksum: 369bc54289511d188cd706add4d9379a (MD5) Previous issue date: 2017-06-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Os sistemas fotovoltaicos t?m se destacado entre os diferentes tipos de fontes de energia renov?veis por converterem diretamente a luz solar em eletricidade, apresentarem baixa manuten??o, bom rendimento na produ??o de eletricidade e n?o produzir gases do efeito estufa. Devido a algumas mudan?as clim?ticas de temperatura, radia??o e sombreamento no painel, a produ??o de eletricidade ? comprometida e isso provoca uma queda na efici?ncia de gera??o dos pain?is fotovoltaicos. Portanto, eles precisam de um sistema de rastreamento que fa?a o painel operar no ponto de m?xima pot?ncia. Esses sistemas de rastreamento s?o os chamados rastreadores de m?xima pot?ncia, ou do ingl?s Maximum Power Point Tracker - MPPT. O objetivo principal desse trabalho ? montar um sistema fotovoltaico controlado por um DSP TMS320F28335 e um conversor chaveado do tipo Boost, de modo que o sistema fa?a o rastreamento da m?xima pot?ncia do painel, maximizando sua efici?ncia. Neste trabalho ? implementada uma estrat?gia de controle baseada na medi??o da temperatura do painel para fornecer a tens?o de refer?ncia equivalente ao ponto de m?xima pot?ncia sob condi??es fora dos padr?es internacionais de testes e simulando efeitos de sombreamento das c?lulas fotovoltaicas, varia??es de temperatura e carga. De acordo com a temperatura lida pelo sensor LM35, o DSP TMS320F28335 ir? ajustar a tens?o de refer?ncia do controlador Proporcional Integral resultando em um valor de ciclo de trabalho do conversor Boost. O chaveamento do conversor Boost ser? feito utilizando a t?cnica de controle de um ciclo, One Cycle Control - OCC, ao inv?s da Modula??o por Largura de Pulso, a PWM. A t?cnica de chaveamento OCC fornece algumas vantagens frente ao PWM como uma r?pida resposta ? mudan?a de refer?ncia, erro nulo em regime e rejei??o de perturba??es na entrada. Foram feitos testes simulados variando condi??es clim?ticas de radia??o e temperatura e analisado o funcionamento do OCC em rela??o ao PWM. Os resultados experimentais mostram que o esquema baseado na medi??o de temperatura apresenta algumas vantagens em rela??o ao m?todo da Tens?o Constante utilizando a modula??o PWM. / Photovoltaic systems have stood out among the different types of renewable energy sources by directly converting sunlight into electricity, low maintenance, good performance in electricity production and do not produce greenhouse gases. Due to some climatic changes of temperature, radiation and shading on the panel, the production of electricity is compromised and this causes a decrease in the generation efficiency of the photovoltaic panels. Therefore, they need a tracking system that makes the panel operate at the maximum power point. These tracking systems are the so-called Maximum Power Point Tracker ? MPPT. The main objective of this work is to build a photovoltaic system controlled by a DSP TMS320F28335 and switched converter boost type, so that the system traces the maximum panel power, maximizing your efficiency. In this work a control strategy is implemented based on the panel temperature measurement to provide the reference voltage equivalent to the maximum power point under outside conditions of international testing standards and simulating shading effects of photovoltaic cells and temperature and load variations. According to the temperature read by the sensor LM35, the DSP TMS320F28335 will adjust the reference voltage of the PI controller resulting in a duty-cycle value of the Boost converter. The switch of the boost converter will be done using the control technique One Cycle Control ? OCC rather than the widely used PulseWidth Modulation ? PWM. The OCC switching technique provides some advantages over PWM as a quick response to the reference change, null error in steady state and rejection of input disturbances. Simulated tests were performed by varying the climatic conditions of radiation and temperature and analyzed the operation of the OCC in relation to the PWM. The experimental results show that the scheme based on temperature measurement has some advantages over the Constant Voltage method using PWM modulation.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000418872-Texto+Completo-0.pdf: 16917995 bytes, checksum: fad9c8b15b907ff1192170e6f2c82728 (MD5) Previous issue date: 2009 / The production of electric energy by photovoltaic effect requires the use of devices called solar cells. The introduction of dopant elements by diffusion processes are used to form the p-n junction in silicon solar cells. In this way the Si wafers are able to convert the solar radiation into electric energy. In order to dope Si wafers diffusion furnaces are utilized. The main objective of this work was the development and characterization of a conventional diffusion furnace for manufacturing solar cells with dimensions up to 150 mm x 150 mm. The project and assembly of the components of the furnace was carried out, as well as the thermal characterization with the definition of the flat-zone temperature and analysis of the radial thermal uniformity. The furnace was projected and developed in modules that correspond to the heating system, the set of components of quartz and SiC, the structure, the gases cabinet, the load system, the laminar flow system, the exhaustion system, the thermal isolation and the control system. For the thermal characterization of the furnace, nine thermocouples type K had been used, allowing the measurement of the temperature inside of the processing tube in the longitudinal and radial directions. The furnace was analyzed for temperatures of 725 °C, 800 °C, 875 °C and 965 °C in the interior of the tube. At 875 °C a flat-zone of around 200 mm was verified with a variation up to 5 °C in the longitudinal direction and up to 4 °C in the radial direction. / A produção de energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico requer o uso de dispositivos chamados de células solares. Dentre as etapas de fabricação de células solares a partir de lâminas de Si, a introdução de elementos dopantes pelo processo de difusão é a responsável pela formação da junção p-n, tornando as lâminas de Si passíveis de converter a radiação solar em energia elétrica. Para a realização deste processo são utilizados equipamentos denominados de fornos de difusão. O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização de um forno de difusão convencional para a fabricação de células solares com aresta de até 150 mm. Foi realizado o projeto e montagem dos componentes do forno, assim como a caracterização térmica do mesmo com a definição da zona plana de temperatura e análise da uniformidade térmica radial. O forno foi projetado e desenvolvido em módulos que correspondem ao sistema de aquecimento, ao conjunto de componentes de quartzo e SiC, à estrutura, ao armário de gases, ao sistema de carregamento, ao sistema de fluxo laminar, ao sistema de exaustão, ao isolamento térmico e ao sistema de controle. Para a caracterização térmica do forno, foram utilizados nove termopares do tipo K, permitindo a medição da temperatura no interior do tubo de processamento nos sentidos longitudinal e radial. O forno foi analisado para as temperaturas de 725 °C, 800 °C, 875 °C e 965 °C no interior do tubo. Em 875 °C verificou-se uma zona plana de aproximadamente 200 mm como uma variação de até 5 °C no sentido longitudinal e até 4 °C no sentido radial.