Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The continuous economic development of many countries and the emerging environmental
issues (gas emissions and the greenhouse effect) observed in the last decades forced an intense
research in renewable energy sources. Hydro, photovoltaic (PV) and wind energy conversion are the
most explored technologies due to their considerable advantages, such as reliability, low
environmental impact and capability to support microgrid systems or to connect to the electric grid.
Among these energy sources the PV is pointed out as one of the most modular and environmentally
friendly technologies. Furthermore, this technology enabled, by means of stand-alone or off-grid
systems, the access of electricity in many communities distant form the grid, and even in difficult
access remote applications. However, the PV panel still represents low efficiency and high cost,
making imperative the use of efficient and reliable energy processing stages. Therefore, this work
proposes a stand-alone photovoltaic system with decentralized configuration, aiming a high energy
yield. For the output stage, a multilevel inverter was chosen, aggregating the intrinsic advantages that
these converters present. The analysis of each energy processing stage is presented, as well as the
modeling and control of the employed converters. Due to the requirement of a backup system (in
stand-alone systems), a decentralized configuration of the battery bank is proposed. Moreover, aiming
to optimize the backup system lifetime and reduce the maintenance costs, a controlled
charge/discharge process on the batteries is implemented. Simulation and experimental results are
presented, verifying the functionality of the proposed structure. / O contínuo desenvolvimento econômico de diversos países e as emergentes questões
ambientais (emissão de gases e efeito estufa), observados nas últimas décadas, forçaram uma intensa
pesquisa em fontes renováveis de energia. Hidro, fotovoltaica (PV Photovoltaic) e eólica são as
tecnologias mais exploradas devido as suas vantagens consideráveis, como confiabilidade, reduzidos
impactos ambientais e capacidade de suprir pequenas redes ou conexão com a rede elétrica de
distribuição. Entre estas fontes de energia, a fotovoltaica destaca-se por ser uma das tecnologias mais
modulares, apresentando os menores índices de impactos ambientais. Ainda, esta tecnologia
possibilitou, através dos sistemas autônomos (off-grid), o acesso de energia elétrica a diversas
comunidades distantes da rede de distribuição, e também em aplicações remotas de difícil acesso.
Entretanto, o painel PV ainda apresenta reduzido rendimento e elevado custo, tornando indispensável
o uso de estágios de processamento de energia eficientes e confiáveis. Nesse sentido, este trabalho
propõe um sistema fotovoltaico autônomo que utiliza uma configuração descentralizada, visando um
melhor aproveitamento de energia gerada. Para o estágio de saída, optou-se pela utilização de um
inversor multinível, agregando as vantagens intrínsecas que este tipo de conversor apresenta. São
apresentadas as análises de cada estágio de processamento de energia, bem como a modelagem e
controle de cada conversor empregado. É proposta uma configuração descentralizada para o banco de
baterias, visto que se faz necessário um sistema de armazenamento para sistemas autônomos. Ainda, o
controle empregado para o sistema de armazenamento de energia implementa um processo de
carga/descarga controlado no banco de baterias, visando o aumento da vida útil destas e a redução dos
custos por manutenção. São apresentados resultados de simulação e experimentais, comprovando a
funcionalidade da estrutura.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/8500 |
| Date | 11 August 2011 |
| Creators | Desconzi, Matheus Iensen |
| Contributors | Hey, Hélio Leães, Rech, Cassiano, Cavalcanti, Marcelo Cabral, Michels, Leandro |
| 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, 500, 300, 500, 300, 500, 2cf84cef-ab28-4e40-8cfc-29890f1dbfd7, 79e91ccb-088b-4cca-9d9f-31edb293e4e0, 0eff1f5c-63dc-4c86-a76c-a1128768b344, 04bf204c-64d0-44ef-bea6-02bce69e136b, d189f16d-cdf1-4a17-869a-3fa3d430058e |
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