Avaliação de MPPT com conversor Buck para nó sensor sem fio

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Christiano, Afonso Felipe Borgonovi
• Orientador(a): Branquinho, Omar Carvalho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: PUC-Campinas
• Palavras-chave em Português: Redes de sensores sem fio; Engenharia elétrica; Energias - Fontes alternativas
• Link de acesso: http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/14967

Atualmente, existe uma crescente demanda por nós sensores sem fio para monitoramento de grandezas ambientais. Porém, esses equipamentos apresentam uma dificuldade de alimentação devido à natureza de sua aplicação. A exploração de formas alternativas de alimentação desses equipamentos apresenta grandes vantagens quanto à manutenção, necessária devido à substituição ou recarga de baterias dos mesmos. Assim, com o avanço da tecnologia e redução de custo de painéis fotovoltaicos, estes passaram a ser utilizados na alimentação de nós sensores sem fio para monitoramento ambiental. Contudo, a eficiência de transferência de energia do painel fotovoltaico para esses equipamentos pode ser melhorada. Dessa forma, este trabalho propõe o desenvolvimento, montagem e testes de um circuito que realiza o rastreamento do máximo ponto de potência (MPPT) de um painel fotovoltaico, com a utilização do algoritmo de perturbar e observar (P&O), para ser utilizado em nós sensores sem fio. A solução proposta utiliza como principais partes dois sensores, um de tensão e um de corrente, para monitoramento da potência drenada do painel, um regulador DC-DC buck síncrono para promover a perturbação do sistema, e um microcontrolador cujo firmware executa o algoritmo proposto. Foram realizadas montagens e testes com os principais elementos, bem como a de um protótipo do sistema proposto. Os resultados obtidos mostraram que o sistema consome uma corrente de 11mA quando ativo, que é um consumo relativamente baixo e muito importante para a aplicação. Observou-se também que o sistema proposto realizou o MPPT com divergência de 0,6% a 8,5% do cenário ideal. Foram observados, também, casos onde o sistema respondeu de forma inesperada, e que indicam a necessidade de alguns ajustes do produto final obtido. Com os resultados obtidos neste trabalho, afirma-se que o objetivo proposto foi alcançado e espera-se que este estudo possa continuar em trabalhos futuros, onde serão realizados ajustes do circuito construído, e testes exaustivos em redes de sensores sem fio.