Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / This work proposes study and implementation of a DC/DC Z-source converter operating in continuous conduction mode (CCM); It is applied to a photovoltaic system connected to a DC microgrid; aiming to inject the electricity supplied from PV array; To this end; the PV array is connected to the input of Z-source converter; which rises from 167V to 400V and injects the output current at the DC bus; using maximum power point tracking techniques (MPPT); The prototype implemented in the laboratory was developed for 1;38 kW output power; with the possibility to be fed either by a DC current source or DC voltage source; which does not happen with traditional converters (Buck; Boost; etc); The average efficiency achieved yield of 94%; As for the electric power processing from renewable sources; two heuristic methods were tested: Perturbe and Observe (P&O) and Conductance Incremental (IC); The average efficiency of the prototype; using the P&O technique in tracking maximum power was 79;9%; while using the second technique (IC) the average efficiency was a 82;5% ; / O presente trabalho propÃe o estudo e a implementaÃÃo de um conversor CC/CC Z-source; operando em modo de conduÃÃo contÃnuo (MCC); O mesmo à aplicado em um sistema fotovoltaico interligado a uma microrede CC; objetivando injetar a energia elÃtrica fornecida a partir de arranjo fotovoltaico;Para tal; o arranjo fotovoltaico à conectado na entrada do conversor Z-source; que a eleva de 167V para 400V e injeta a corrente de saÃda no barramento CC de 400V; utilizando tÃcnicas de rastreamento do ponto de mÃxima potÃncia (MPPT); O protÃtipo implementado em laboratÃrio foi desenvolvido para uma potÃncia nominal de saÃda de 1;38 kW com possibilidade de ser alimentado tanto por uma fonte CC de corrente ou uma fonte CC de tensÃo; diferenciando-se dos conversores tradicionais (Buck; Boost; etc); O mesmo alcanÃou um rendimento mÃdio de 94%; Quanto ao processamento de energia elÃtrica a partir de fontes renovÃveis; foram testados dois mÃtodos heurÃsticos: Pertube e Observe (P&O) e CondutÃncia Incremental (IC); A eficiÃncia mÃdia do protÃtipo usando a tÃcnica P&O no rastreamento da mÃxima potÃncia foi de 79;9%; enquanto usando a segunda tÃcnica alcanÃou-se uma eficiÃncia de 82;5% ;

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A busca por novos sistemas de refrigeraÃÃo vem se tornando o alvo de estudo de diversos pesquisadores, com o objetivo de diminuir impactos ambientais referentes à destruiÃÃo da camada de ozÃnio e efeito estufa que trazem consigo diversos malefÃcios à vida no planeta. Sistemas de refrigeraÃÃo convencionais respondem por boa parte do consumo de energia elÃtrica de uma residÃncia ou uma empresa (de 20 ou atà 25%), e sÃo normalmente ligados durante o dia , quando a demanda à maior e as tarifas mais caras. Dispositivos de refrigeraÃÃo sÃo indispensÃveis nas atividades humanas, como conservaÃÃo de alimentos, medicamentos, etc. Sistemas fotovoltaicos sÃo fontes de energia elÃtrica confiÃveis e independentes. Por essas razÃes, atualmente, hà um aumento no uso de sistemas de refrigeraÃÃo acionados por energia solar fotovoltaica nas zonas rurais. Tubos de Ranque-Hilsch ou tubos de vÃrtice sÃo geralmente utilizados para refrigeraÃÃo local de baixo custo, onde hà a disponibilidade de ar comprimido. Nesse trabalho, um tubo de vÃrtice foi concebido, testado e otimizado para operaÃÃo em pressÃes inferiores Ãs convencionais, de modo a ser alimentado por um compressor acionado por mÃdulos fotovoltaicos, suprindo as necessidades de esfriamento em localidades desprovidas de energia elÃtrica. Nas mediÃÃes experimentais, foram obtidas temperaturas abaixo do ponto de congelamento da Ãgua por meio da combinaÃÃo de certos parÃmetros, possibilitando a esse sistema de climatizaÃÃo ser utilizado de maneira eficiente e racional em localidades remotas, podendo contribuir para a soluÃÃo da questÃo energÃtica e ambiental da sociedade. / The search for new refrigeration systems has become the target of various researchers. Their goal is to reduce the environment impacts resulting from the destruction of the ozone layer and the greenhouse effects that harm life in the planet Earth. Vapor-compression refrigeration systems represent a big fraction of the world energy consumption in houses and commercial stores (between 20 to 25%) and these systems usually run during the day, when the energy demand and the prices are higher. Refrigeration systems are necessary to todayâs human activities, such as food and medicament conservation, air conditioning, etc. Photovoltaic systems are reliable energy sources and they can operate separately from the distribution energy grid. For these reasons, there is an increase in the use of refrigeration systems powered by solar photovoltaic panels in rural areas. Ranque-Hilsch tubes or vorticity tubes are commonly used for low cost local refrigeration, where compressed air is available. In this study, a vortex tube was designed, tested, and optimized to operate at pressure levels lower than the conventional values. The purpose is to allow its operation by a compressor system powered by solar photovoltaic panels and, therefore, its installation in locations where there is no electrical grid. In the experimental measurements, temperatures below the water freezing point were reached due to the combination of a number of tube parameters. These low temperature values support the use of the vortex tube in air cooling applications in a more efficient and rational energy use, particularly in remote locations, and can contribute to the solution of the energy demand and environmental problems.

A pesquisa desenvolve o projeto e a implementaÃÃo de um microinversor monofÃsico de estÃgio Ãnico obtido da derivaÃÃo de quatro conversores flybacks CC-CC operando no modo descontÃnuo e associado em mÃdulos paralelos. Este arranjo reduz o volume dos magnÃticos, diminui os esforÃos de correntes nos primÃrios dos transformadores, bem como minimiza as oscilaÃÃes no mÃdulo fotovoltaico. Em meio as principais propriedades do microinversor flyback (MIF) desta pesquisa, as chaves dos primÃrios atuam com comutaÃÃo SPWM em alta frequÃncia e defasadas em cento e oitenta graus, enquanto as chaves dos secundÃrios sÃo comandadas por PWMâs complementares. Para validar a pesquisa serà desenvolvido um protÃtipo que efetuarà o processamento de energia interligando um painel fotovoltaico com 200 W de potÃncia, em cargas resistivas com caracterÃsticas senoidais. O sistema proposto està fundamentado na configuraÃÃo mÃdulo inversor integrado (MIC), que por sua vez, possui menores perdas nos semicondutores e elementos magnÃticos da topologia, quando comparado aos complexos sistemas fotovoltaicos centralizados. Dentre as aplicaÃÃes do microinversor flyback encontram-se: abastecimento de sistemas remotos, alimentaÃÃo de aparelhos eletroeletrÃnicos, pequenas estaÃÃes de bombeamentos de Ãgua, conexÃes a rede elÃtrica, entre outros. Apesar da baixa potÃncia, o microinversor apresenta caracterÃsticas elÃtricas essenciais a inserÃÃo na matriz energÃtica, tais como: isolaÃÃo entre a fonte e a carga, formas de ondas de tensÃes e correntes na saÃda com pequenas distorÃÃes e na frequÃncia da rede. Os resultados obtidos em laboratÃrio revelam que o microinversor flyback operando em malha aberta obtÃm rendimentos prÃximos a 90%, sendo entregue à carga cerca de 180 W. Sendo assim, a facilidade na construÃÃo, a utilizaÃÃo de poucos componentes e os resultados coletados experimentalmente habilitam o microinversor flyback a realizar a conversÃo CC-CA de sistemas fotovoltaicos de pequenas potÃncias conectados em cargas lineares monofÃsicas com caracterÃsticas senoidais ou interligados à rede elÃtrica. / The study proposes the design and implementation of a single phase inverter of single stage obtained the derivation of four flybacks converters CC - CC operating in discontinuous mode and associated in parallel modules. This arrangement reduces the amount of magnetic and decreases current efforts in primary transformers and minimizes fluctuations i n photovoltaic module. Among the main properties of micro inverter flyback (MIF) this research, the primary keys work with SPWM switching at high frequency and lagged in one hundred and eighty degrees, while the secondary keys are controlled by PWM's compl ementary. To validate the research, we will develop a prototype that will effect the processing power connecting a photovoltaic panel with 200W power in resistive loads with senoidais characteristics. The proposed system is based on the configuration of th e integrated module drive (MIC), which, in turn, has lower losses in the semi - conductors and magnetic elements of the topology, when compared to complex centralized photovoltaic systems. Among the applications of micro inverter flyback are: supply of remote systems, power electronics devices, small water pumping stations, connections to the grid, among others. Despite the low power, micro inverter has electrical characteristics essential for the insertion in the energy matrix, such as: insulation betwe en the source and the load, types of voltages and currents waves in output with little distortion and frequency of the network. The results obtained in the laboratory show that the micro inverter flyback operating in open loop gets yields close to 90% bein g delivered to the load about 180W. Thus, the ease of construction, the use of fewer components and results collected experimentally enable the micro inverter flyback to perform the CC - CA conversion of photovoltaic systems of small powers connected in sing le - phase linear loads with senoidais characteristics or interconnected to the electric grid