Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicos
| Autor(a) principal: | |
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| Data de Publicação: | 2018 |
| Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6048 |
Resumo: | In this paper the design and development of a digital controller for photovoltaic systems using the Arduino UNO (ATMEGA328P microcontroller) is performed, in order to control and monitoring more effectively the charge/discharge process of lead-acid batteries, which are widely used in photovoltaic systems. Through of techniques and control strategies known and already applied in several similar products in the market, such as the State Of Charge (SOC) and battery charging by Pulse Width Modulation (PWM), applying control and monitoring algorithms, protection systems and signs/indications of information through LEDs and an LCD display, has been adopted in the developed device, making the process of charging/discharging the batteries more intuitive and considered appropriate. The digital controller, after several tests and graphs, resulted in effective charging process of the lead-acid battery, with only a few variations observed, which are result of the variations caused by the solar panel and loads applied in the system (USB and terminals), however, these are considered acceptable situations. Although the digital controller fulfills its main objective, offering a good performance in the process of charging the lead-acid batteries, there are still several interesting improvements to be applied in the device, such as the use of more sophisticated and complex methods (MPPT, for example ), range of support for batteries of smaller capacity, current sensing, among others. |
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Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicosEnergia solarSistemas de energia fotovoltaicaArduino (Controlador programável)Solar energyPhotovoltaic power systemsArduino (Programmable controller)CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAIn this paper the design and development of a digital controller for photovoltaic systems using the Arduino UNO (ATMEGA328P microcontroller) is performed, in order to control and monitoring more effectively the charge/discharge process of lead-acid batteries, which are widely used in photovoltaic systems. Through of techniques and control strategies known and already applied in several similar products in the market, such as the State Of Charge (SOC) and battery charging by Pulse Width Modulation (PWM), applying control and monitoring algorithms, protection systems and signs/indications of information through LEDs and an LCD display, has been adopted in the developed device, making the process of charging/discharging the batteries more intuitive and considered appropriate. The digital controller, after several tests and graphs, resulted in effective charging process of the lead-acid battery, with only a few variations observed, which are result of the variations caused by the solar panel and loads applied in the system (USB and terminals), however, these are considered acceptable situations. Although the digital controller fulfills its main objective, offering a good performance in the process of charging the lead-acid batteries, there are still several interesting improvements to be applied in the device, such as the use of more sophisticated and complex methods (MPPT, for example ), range of support for batteries of smaller capacity, current sensing, among others.No presente trabalho é realizado o projeto e desenvolvimento de um controlador digital para sistemas fotovoltaicos utilizando o Arduino UNO (microcontrolador ATMEGA328P), a fim de efetuar de uma forma mais eficaz o controle e monitoramento do processo de carga/descarga de baterias de chumboácido, que são amplamente utilizadas nestes sistemas. Por meio de técnicas e estratégias de controle conhecidas e já aplicadas em diversos produtos similares existentes no mercado, como o State Of Charge (SOC) e carregamento da bateria por Pulse Width Modulation (PWM), aplicando algoritmos de controle e monitoramento, sistemas de proteção e sinalizações/indicações de informações por meio de LED’s e um display LCD, adotaram-se as no dispositivo desenvolvido, efetuando, assim, o processo de carga/descarga das baterias mais intuitivo e considerado adequado. O controlador digital após diversos testes e gráficos obtidos, se mostrou eficaz no processo de carregamento da bateria de chumbo-ácido, sendo observadas apenas algumas variações, que são resultados das variações ocasionadas pelo painel solar e utilizações de cargas no sistema (USB e via borne), contudo, estas são situações consideradas aceitáveis. Apesar do controlador digital cumprir o seu objetivo principal, oferecendo um bom desempenho no processo de carregamento das baterias de chumbo-ácido, ainda há diversos aprimoramentos interessantes à serem aplicados no dispositivo, como a utilização de métodos mais sofisticados e complexos (MPPT, por exemplo), range de suporte a baterias de menor capacidade, sensoriamento de corrente, dentre outros.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCampo MouraoBrasilDepartamento Acadêmico de Engenharia EletrônicaEngenharia EletrônicaUTFPRSchiavon, Gilson JuniorLima, Fabio Pereira deBonaldo, Jakson PauloSchiavon, Gilson JuniorGeraldi, Marcelo Theis2020-11-09T19:20:14Z2020-11-09T19:20:14Z2018-03-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfGERALDI, Marcelo Theis. Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicos. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2018.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6048porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-11-09T19:20:15Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/6048Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-11-09T19:20:15Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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