Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Throughout the twentieth century, the supply of electricity, mainly obtained from
fossil fuels like oil and coal, it has supported the growth and transformation of the world
economy. In the early years of this century, the scenario has changed to a new reality, the
need for sustainable development. In other words, the challenge is to gradually replace
the traditional sources of electricity from renewable energy sources, in which the solar
photovoltaic energy has highlighted. Photovoltaic inverters may be constituted in different
ways, presenting in recent decades a high research progress. The main study efforts
focus on getting high efficiency, high power density and high reliability, to increase the
overall performance of the photovoltaic installation. In this direction, this Master Thesis
aims to propose, analyze, design and implement a single-phase grid-tied photovoltaic
inverter, which provides high efficiency and high power density. This circuit is called
Transformerless Photovoltaic Interleaved Multilevel NPC Inverter , that use uncoupled
inductors, Gallium Nitride power transistors and employs interleaving strategy beside the
LCL filter, synthesizing 9 levels. Are introduced studies on the operation, modulation
and design methodology of power stages, considering the static performance. Results
are presented for the 1 kW, in order to support the validity of the proposed topology in
conjunction with the standard aspects, especially in relation to THD (Total Harmonic
Distortion) of grid current, leakage current, efficiency and power density. / Durante todo o século XX, a oferta de energia elétrica, obtida principalmente a
partir dos combustíveis fósseis como petróleo e o carvão mineral, deu suporte ao crescimento
e as transformações da economia mundial. Já nos primeiros anos do século atual,
o cenário mudou para uma nova realidade, a necessidade do desenvolvimento sustentável.
Em outras palavras, o desafio é substituir gradativamente as fontes tradicionais de energia
elétrica por fontes de energia renovável, onde a energia solar fotovoltaica tem destaque.
Os conversores eletrônicos para sistemas fotovoltaicos, também chamados de inversores,
podem ser constituídos de diversas maneiras, apresentando nas últimas décadas um acentuado
progresso de pesquisa. Os principais esforços de estudo tem se concentrado em
obter alto rendimento, alta densidade de potência e alta confiabilidade, de modo a aumentar
o desempenho global da instalação fotovoltaica. Neste horizonte, esta dissertação
tem por objetivo propor, analisar, projetar e implementar um inversor fotovoltaico monofásico,
para aplicação conectada à rede, de alto rendimento e alta densidade de potência.
Esta estrutura é denominada de Inversor Fotovoltaico NPC Multinível Intercalado sem
Transformador , que utiliza indutores não acoplados, interruptores de Nitreto de Gálio
e emprega a técnica interleaving junto ao filtro LCL, sintetizando 9 níveis. No decorrer
do trabalho são introduzidos estudos relativos à operação, modulação, metodologia de
projeto e estágios de potência, estabelecendo critérios, enquanto considera a performance
estática. São apresentados resultados, observando a potência de 1 kW, com a finalidade
de corroborar a validade da topologia proposta juntamente as normativas e aspectos que
norteiam a aplicação, especialmente com respeito à THD (Total Harmonic Distortion) da
corrente da rede, corrente de fuga, rendimento e densidade de potência.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/8585 |
| Date | 04 March 2016 |
| Creators | Finamor, Gustavo Andres |
| Contributors | Schuch, Luciano, Rech, Cassiano, Dupont, Fabrício Hoff |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 500, 300, c67316ac-85b7-465b-9a17-c8aee3a1c9ee, 3d2e44e3-3814-4154-8ee2-7c9c3117356c, 0eff1f5c-63dc-4c86-a76c-a1128768b344, df19bb4c-d9e4-4982-9216-1773ca171417 |
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