Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos

Bibliographic Details
Main Author: Dionizio, Anderson Aparecido
Publication Date: 2021
Format: Bachelor thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Download full: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37720
Summary: The study of new converter topologies associated with the generation of electricity in photo- voltaic systems has been highlighted in recent years. In this sense, this work will approach the operation analysis of two single-stage integrated structures, both based on the Zeta DC/DC converter operating in discontinuous conduction mode in order to inject current into a single-phase grid-tied. The structures have four keys, where two operate on the positive cycle and two on the negative cycle, with this the analysis can be simplified by observing the behavior in a cycle. For a better use of the generated energy, analysis of control techniques in simple stage structures are carried out, because they usually present greater efficiency and reduced losses. In addition, the power curve generated in our photovoltaic systems assumes non-linear characteristics that make it difficult to use the maximum power. Therefore, it is necessary to use a maximum power point tracking algorithm. In this work, the P&O algorithm will be used, capable of finding a reference voltage that is applied at the input of the integrated converter that acts as a single stage structure, capable of simultaneously carrying out the voltage rise of the photovoltaic array while injecting a sinusoidal current into the grid-tied. The design of controllers depends on modeling the converters and obtaining mathematical representations. In this work, the controller is divided into two meshes; an external voltage grid and an internal current grid. Through simulation results, the operation and feasibility of the integrated zeta inverters to perform the injection of current in the single-phase grid-tied with low harmonic distortion is demonstrated by extracting the maximum power from photovoltaic array.
id UTFPR-12_818d2399f2b4ceb00418f2b076597564
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/37720
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicosSistemas de energia fotovoltaicaEletrônicaConversores de corrente elétricaPhotovoltaic power systemsElectronicsElectric current convertersCNPQ::ENGENHARIASThe study of new converter topologies associated with the generation of electricity in photo- voltaic systems has been highlighted in recent years. In this sense, this work will approach the operation analysis of two single-stage integrated structures, both based on the Zeta DC/DC converter operating in discontinuous conduction mode in order to inject current into a single-phase grid-tied. The structures have four keys, where two operate on the positive cycle and two on the negative cycle, with this the analysis can be simplified by observing the behavior in a cycle. For a better use of the generated energy, analysis of control techniques in simple stage structures are carried out, because they usually present greater efficiency and reduced losses. In addition, the power curve generated in our photovoltaic systems assumes non-linear characteristics that make it difficult to use the maximum power. Therefore, it is necessary to use a maximum power point tracking algorithm. In this work, the P&O algorithm will be used, capable of finding a reference voltage that is applied at the input of the integrated converter that acts as a single stage structure, capable of simultaneously carrying out the voltage rise of the photovoltaic array while injecting a sinusoidal current into the grid-tied. The design of controllers depends on modeling the converters and obtaining mathematical representations. In this work, the controller is divided into two meshes; an external voltage grid and an internal current grid. Through simulation results, the operation and feasibility of the integrated zeta inverters to perform the injection of current in the single-phase grid-tied with low harmonic distortion is demonstrated by extracting the maximum power from photovoltaic array.O estudo de novas topologias de conversores associados à geração de eletricidade em sistemas fotovoltaicos tem recebido destaque nos últimos anos. Nesse sentido, serão abordados neste trabalho a análise de funcionamento de duas estruturas integradas de simples estágio ambas baseadas no conversor CC/CC Zeta operando em modo de condução descontínua a fim de injetar corrente em uma rede elétrica monofásica. As estruturas possuem quatro chaves, onde duas operam no semiciclo positivo e duas no semiciclo negativo, com isso as análises podem ser simplificadas observando o comportamento em um semiciclo. Para um melhor aproveitamento da energia gerada são realizadas análises de técnicas de controle em estruturas de simples estágio, pois estas costumam apresentar maior eficiência e perdas reduzidas. Além disso, a curva de potência gerada nos sistemas fotovoltaicos assume características não-lineares que dificultam a utilização da máxima potência. Sendo assim, é necessário o uso de um algoritmo de seguimento do ponto de máxima potência. Neste trabalho será utilizado o algoritmo de P&O, capaz de encontrar uma tensão de referência que é aplicada na entrada do conversor integrado que atua como uma estrutura de simples estágio, capaz de realizar simultaneamente a elevação de tensão do arranjo fotovoltaico enquanto injeta uma corrente senoidal na rede elétrica. O projeto de controladores depende da modelagem dos conversores e obtenção de representações matemáticas. Neste trabalho o controlador é dividido em duas malhas; uma malha de tensão externa e uma malha de corrente interna. Por meio de resultados de simulação demonstra-se o funcionamento e viabilidade dos inversores zeta integrados para realizar a injeção de corrente na rede elétrica monofásica com baixa distorção harmônica por meio da extração da máxima potência de arranjos fotovoltaicos.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCornelio ProcopioBrasilEngenharia de Controle e AutomaçãoUTFPRSampaio, Leonardo PoltronieriSampaio, Leonardo PoltronieriSilva, Sergio Augusto Oliveira daCosta, Paulo Junior SilvaDionizio, Anderson Aparecido2025-08-01T19:26:40Z2025-08-01T19:26:40Z2021-05-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfDIONIZIO, Anderson Aparecido. Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37720porAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-08-02T06:12:26Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/37720Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-08-02T06:12:26Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
title Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
spellingShingle Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
Dionizio, Anderson Aparecido
Sistemas de energia fotovoltaica
Eletrônica
Conversores de corrente elétrica
Photovoltaic power systems
Electronics
Electric current converters
CNPQ::ENGENHARIAS
title_short Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
title_full Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
title_fullStr Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
title_full_unstemmed Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
title_sort Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos
author Dionizio, Anderson Aparecido
author_facet Dionizio, Anderson Aparecido
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Sampaio, Leonardo Poltronieri
Sampaio, Leonardo Poltronieri
Silva, Sergio Augusto Oliveira da
Costa, Paulo Junior Silva
dc.contributor.author.fl_str_mv Dionizio, Anderson Aparecido
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas de energia fotovoltaica
Eletrônica
Conversores de corrente elétrica
Photovoltaic power systems
Electronics
Electric current converters
CNPQ::ENGENHARIAS
topic Sistemas de energia fotovoltaica
Eletrônica
Conversores de corrente elétrica
Photovoltaic power systems
Electronics
Electric current converters
CNPQ::ENGENHARIAS
description The study of new converter topologies associated with the generation of electricity in photo- voltaic systems has been highlighted in recent years. In this sense, this work will approach the operation analysis of two single-stage integrated structures, both based on the Zeta DC/DC converter operating in discontinuous conduction mode in order to inject current into a single-phase grid-tied. The structures have four keys, where two operate on the positive cycle and two on the negative cycle, with this the analysis can be simplified by observing the behavior in a cycle. For a better use of the generated energy, analysis of control techniques in simple stage structures are carried out, because they usually present greater efficiency and reduced losses. In addition, the power curve generated in our photovoltaic systems assumes non-linear characteristics that make it difficult to use the maximum power. Therefore, it is necessary to use a maximum power point tracking algorithm. In this work, the P&O algorithm will be used, capable of finding a reference voltage that is applied at the input of the integrated converter that acts as a single stage structure, capable of simultaneously carrying out the voltage rise of the photovoltaic array while injecting a sinusoidal current into the grid-tied. The design of controllers depends on modeling the converters and obtaining mathematical representations. In this work, the controller is divided into two meshes; an external voltage grid and an internal current grid. Through simulation results, the operation and feasibility of the integrated zeta inverters to perform the injection of current in the single-phase grid-tied with low harmonic distortion is demonstrated by extracting the maximum power from photovoltaic array.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-05-13
2025-08-01T19:26:40Z
2025-08-01T19:26:40Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv DIONIZIO, Anderson Aparecido. Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2021.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37720
identifier_str_mv DIONIZIO, Anderson Aparecido. Análise de inversores integrados Zeta aplicados em sistemas fotovoltaicos. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2021.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37720
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Cornelio Procopio
Brasil
Engenharia de Controle e Automação
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Cornelio Procopio
Brasil
Engenharia de Controle e Automação
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850497929796648960