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

Basic knowledge of photovoltaic energy transformation, devices and materials, used in photovoltaic are summarized in this master's thesis. The main goal of this thesis is orientation in the photovoltaic systems used these days and explain advantages and disadvantages of these systems during the design phase.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work deals with the analysis applied to the main methodologies found in literature for estimating the properties related to the physical phenomena in photovoltaic devices (parametrization), as well as the most important mathematical models used in the calculation of operating electrical characteristics of these devices (characterization). These devices are related to the mono and multi-junction technologies, when they are exposed to a condition where the temperature and solar radiation vary. Therefore, four parametrization methods were shown, including three analytical, and five models of electrical characterization, where two of them are specifically for multi-junction devices. Thus, several case studies were proposed which defined different situations for comparing the performance of the methods evaluated. In this way, the procedures that best fit to each type of photovoltaic technology were identified. Finally, according to the results obtained in the parameterization, the method based on the Generalized Reduced Gradient (GRG) nonlinear algorithm showed greater accuracy for all case studies and for all photovoltaic devices. As for the characterization, the main advantages and disadvantages of all models were determined, highlighting Domínguez, et al. (2010) model, due to the highest robustness and wide application range. / Esta dissertação apresenta uma análise aplicada às principais metodologias encontradas na literatura que permitem determinar as propriedades físicas relativas aos fenômenos que ocorrem nos dispositivos fotovoltaicos (etapa de parametrização), assim como dos modelos matemáticos de maior importância utilizados no cálculo das características elétricas operacionais destes dispositivos (etapa de caraterização). Tais dispositivos referem-se às tecnologias mono e multi junção quando submetidos à variações de temperatura e radiação solar. Portanto, foram apresentados quatro métodos de parametrização, entre eles três analíticos e cinco modelos de caracterização elétrica, sendo dois especificamente para dispositivos multi junção. Assim, estabeleceram-se vários estudos de caso para os quais foram definidas diferentes situações que permitiram comparar o desempenho de cada um dos métodos avaliados. Em consequência, foram identificados os procedimentos que melhor se ajustaram a cada tipo de tecnologia fotovoltaica. Dessa forma, de acordo com os resultados obtidos na parametrização, a metodologia baseada na aplicação do algoritmo de Gradiente Reduzido Generalizado (GRG) não linear, demonstrou maior exatidão para todos os estudos de caso e para todos os dispositivos fotovoltaicos. Já para a caraterização, foram determinadas as principais vantagens e desvantagens entre os modelos aplicados, destacando o modelo de Domínguez, et al. (2010), que apresentou maior robustez e ampla faixa de aplicação. / Mestre em Engenharia Mecânica

Given the scenarios of increasing world population, the concentration of CO2, fuel costs, global consumption of energy and climate change, there was a need to search for alternative energy sources. In this context, solar photovoltaic, the result of research and investments over the past five decades, had a great impact in the last decade, recording a significant increase in the production of photovoltaic cells and modules and installations of photovoltaic systems worldwide. One of the goals of this work was to study the behavior of PV modules by partial shading situations in different conditions of temperature and solar radiation. Within this partial shading scenario that impacts virtually all electrical parameters of a module, the study and calculation of the series resistance of the modules was done in conditions of partial shading proposals to verify the relationship between the value of the series resistance and the state of shading partial, allowing identification of a possible state of shading from monitoring the resistance series. Another objective of this work was to apply Artificial Intelligence (AI) resources in the form of Artificial Neural Networks (ANN) to, after the proper training and learning of ANN from the database collected in the field under conditions of partial shade, they can identify the parameters of the PV modules within the various conditions of partial shading proposals. To pursue the objectives of this work four photovoltaic modules were used, two with 40 W nominal power with over fifteen years of manufacturing, assigned by the Instituto Federal de Goiás (IFGoiano) Urutaí Campus, at the city of Urutaí-GO and two new without any use of 75 W nominal power assigned by the Center for Research on Alternative Energy Sources, School of Electrical Engineering, Universidade Federal de Uberlândia (UFU). / Diante dos cenários de aumento da população mundial, da concentração de CO2 ,dos custos dos combustíveis, do consumo mundial de energia e das alterações climáticas, surgiu a necessidade de se buscar por fontes de energias alternativas. Neste contexto, a energia solar fotovoltaica, fruto de investigações e investimentos realizados nas últimas cinco décadas, teve um grande impacto na última década, registrando um aumento significativo na produção de células e módulos fotovoltaicos e instalações de sistemas fotovoltaicos no mundo todo. Um dos objetivos deste trabalho foi estudar o comportamento de módulos fotovoltaicos mediante situações de sombreamento parcial em diferentes condições de temperatura e radiação solar. Dentro deste cenário de sombreamento parcial que causa impacto praticamente em todos os parâmetros elétricos de um módulo, foi feito o estudo e cálculo da resistência série dos módulos nas condições de sombreamento parcial propostas para verificar a relação entre o valor da resistência série e o estado de sombreamento parcial, possibilitando uma possível identificação do estado de sombreamento a partir do monitoramento da resistência série. Outro objetivo deste trabalho foi aplicar recursos de Inteligência Artificial (IA) na modalidade de Redes Neurais Artificiais (RNAs) para, após o devido treinamento e aprendizado das RNAs a partir do banco de dados colhidos em campo sob condições de sombreamento parcial, elas poderem identificar os parâmetros do módulo fotovoltaico dentro das diversas condições de sombreamento parcial propostas. Para a busca dos objetivos deste trabalho foram utilizados quatro módulos fotovoltaicos sendo dois de 40 W de potência nominal com mais de quinze anos de fabricação, cedidos pelo Instituto Federal Goiano (IFGoiano) Campus Urutaí, da cidade de Urutaí-GO e dois novos e sem uso, de 75 W de potência nominal cedidos pelo Núcleo de Pesquisa em Fontes Alternativas de Energia da Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). / Mestre em Ciências

In mentioned theses there are described the basic tenets of the photovoltaic panels operation. There is described the progress of the photovoltaic panels. Theses is focused on the theoretical knowledges about the equivalent circuits and their aplication in the proposed simulation system. The goal of theses is to create the surroundings in the program Agilent VEE Pro 8.0 and to create the program for the simulation of the serial and paralel conjunction of the photovoltaic panels. The resultant program enables the simulation of the I – V and P – V characteristics of the real photovoltaic panels.

This thesis describes the design of the active load for adjusting the maximum power point of PV module and the module loaded with the defined parameters for measuring the effectiveness and identifying the characteristics of the PV module.

This diploma thesis deals with photovoltaic rechargable regulators used in isolated, or off-grid photovoltaic systems. First, basic types of off-grid installations, including their functions and applications in practice are described. Then, possibilities of electric energy accumulation in photovoltaic systems are mentioned, considering actual, accesible technologies. Matters of electric energy accumulation in leaden accumulators are examined in detail. Main part of the diploma thesis is about electronic designs of photovoltaic, also called solar, rechargable regulators. These are the main connecting part between photovoltaic panels, accumulator, but also often connected charge, which is appliance. Individual electronic regulators concepts are described narrowly, then compared and evaluated in thesis´ conclusion.

This diploma thesis is focused on development and initial run of a measurement system whose aim is to measure photovoltaic panel efficiency. Experimental photovoltaic panel is installed outside the laboratory. Measurement system consists of the solar radiation measurement module (pyranometer), photovoltaic panel load module (panel power measurement) and panel climate measurement module. Data from measurement module is being captured via control computer for subsequent analysis of panel efficiency and climatic impacts on it.