Simulador dinâmico para painéis fotovoltaicos

• Main Author: Lopes, Hélio Alexandre Veloso
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.21/17776
• topic: Simulador de Painel Fotovoltaico; Controlo por modo deslizante; Conversor CC-CC Redutor-Elevador (Buck-Boost); Controlador Lógico Programável; Sistema SCADA; PV simulator; Sliding mode controller; Buck-Boost DC-DC converter; Programmable Logic Controller; SCADA system

Esta dissertação apresenta o trabalho desenvolvido para a colocação em funcionamento de um protótipo de simulador de sistemas de produção de energia solar fotovoltaica. A solução baseia-se num conjunto de conversores estáticos de potência apoiados por um microcontrolador, por um autómato programável e por um software de parametrização e acompanhamento dos resultados. Foram ainda desenvolvidos diversos circuitos que complementar as funcionalidades do trabalho apresentado. Ao longo do documento são abordados vários temas de relevância: a temática das energias renováveis numa perspetiva atual, com enfoque no potencial da energia solar; as soluções existentes e em estudo para o aproveitamento da energia solar; a caracterização de funcionamento de um painel fotovoltaico, tendo em consideração o ambiente dinâmico em que este naturalmente se insere, assim como vários algoritmos de maximização da potência aplicados em conversores estáticos de potência. São também apresentados conceitos das áreas de eletrónica de potência e de automação aplicados na construção, dimensionamento e colocação em funcionamento do simulador, onde são abordadas as diversas topologias que constituem o simulador, a forma como se interligam e o seu princípio de funcionamento. Para comprovar o desempenho da solução proposta apresentam-se diversas simulações e resultados experimentais obtidos com o protótipo desenvolvido. Os testes e resultados obtidos com esta solução revelam um bom desempenho com limitações pontuais em alguns aspetos, os quais se descrevem ao longo dos respetivos capítulos. A solução serviu essencialmente para aprofundar os conhecimentos em diversas áreas da engenharia e ao mesmo tempo afigura-se como uma possível ferramenta pedagógica que permita reforçar o ensino integrado de energias renováveis, eletrónica de potência e automação.