Projeto e construção de um conversor monofásico em ponte H multicelular entrelaçado para geração fotovoltaica e eólica de pequeno porte
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Pedro Francisco Donoso Garcia
Lenin Martins Ferreira Morais
Lenin Martins Ferreira Morais
Resumo
A demanda por energia elétrica tem aumentado nos últimos anos, além da busca por novas fontes de energia para atender esse crescimento de forma não poluente e sustentável. Assim, as energias renováveis como a fotovoltaica e a eólica, tem ganhado posição de destaque no cenário energético mundial. O proposito deste trabalho é apresentar o projeto, construção e comissionamento de um conversor monofásico híbrido em ponte H multicelular entrelaçado para geração fotovoltaica e eólica de pequeno porte, com potência nominal de 11,7 kW. O sistema é composto por: i) dois arranjos fotovoltaicos de 5,1 kW cada que tem sua potência rastreada através de dois conversores Boost entrelaçados; ii) uma turbina eólica com gerador de imã permanente com potência de 1,5 kW, cuja potência é extraída através de um terceiro conversor Boost. A interface entre a geração e a rede elétrica é realizada por um inversor VSI entrelaçado de quatro braços via um ICT. O trabalho de dissertação apresenta os principais conceitos da geração fotovoltaica e eólica, modelagem dos principais elementos do sistema e as técnicas utilizadas para o controle e rastreamento da máxima potência do sistema. Por fim os resultados simulados e experimentais para o sistema desenvolvido são apresentados e discutidos.
Abstract
The demand for electricity has been increased in recent years, in addition to that, the search for new sources of energy to meet this growth in nonpolluting and sustainable way. Thus, renewable energies sources such photovoltaic and wind power has been gaining prominent position in the world energy scenario. The purpose of this work is to present the design, construction and commissioning of a single-phase hybrid H-bridge parallel multicell converter for photovoltaic and small wind generation, with nominal power of 11.7kW. The system consists of i) two photovoltaic arrays of 5.1kW each one, that have their maximum power point tracked by two interleaved Boost converters ii) a wind turbine with permanent magnet synchronous generator with nominal power of 1.5kW, whose the maximum power point is tracked by a third boost converter. The interface between the power generation system and the electrical grid is carried out by a four arms interleaved voltage source inverter, connected to ICT inductor. The present theses show the main concepts of photovoltaic and wind power generation, components modelling, used control techniques and systems maximum power point tracking. Finally, the simulated and experimental results for the developed system are present and discussed
Assunto
Energia eólica, Engenharia elétrica, Geração de energia fotovoltaica
Palavras-chave
Geração distribuída, Conversor híbrido, MPPT, Energia eólica, Energia fotovoltaica