Resumo |
O presente Trabalho de Conclusão de Curso apresenta o estudo e
desenvolvimento de um protótipo de hardware de microinversor para geração
fotovoltaica.
O estudo busca na revisão bibliográfica identificar e compreender os elementos
dos Sistemas de Energia Fotovoltaicos; compreender o princípio de funcionamento
das células solares; como a tecnologia de semicondutores é aplica na concepção de
módulos geradores de energia; como é o comportamento da geração nos módulos
com a variação da irradiação; o comportamento da Tensão e Corrente em função de
questões ambientes, como temperatura; a maneira que se obtém máxima
transferência de potência em um conjunto numeroso de módulos; os componentes
para o Sistema de Conversão que reuni geradores na entrada e converte a energia
no padrão de saída para distribuição na rede elétrica, como esse sistema opera de
forma autônoma para garantir a segurança e máxima eficiência; e os meios eletrônicos
que os equipamentos utilizam para transformar a forma de onda, como elevação de
tensão, modulação e filtro, e chegando no formato senoidal com as qualificações de
distribuição exigida nas normas. Também, apresenta estudos que implementam
tecnologias viáveis para obter o melhor desempenho na conversão de energia.
No desenvolvimento a primeira etapa foi definir uma lista de premissas e a partir
dessa, uma outra lista com requisitos e especificações almejadas, não sendo
necessariamente atendidos, porque a limitação foi dada pelo próprio projeto e
recursos. Para obter a noção da operação do futuro sistema foi elaborado a Teoria
Geral de Funcionamento do microinversor que visou prever os estados, elementos e
comportamento do sistema, projetando a imagem do que vem a ser a Proposta para
a Eletrônica. Na Proposta Eletrônica do sistema é apresentado os elementos que
fazem parte da operação, de hardware e software, descrevendo cada um deles. Na
etapa de design dos circuitos eletrônicos os blocos da Proposta Eletrônica são
rearranjados condensando os blocos em setores de tratamento eletrônico, onde os
circuitos são conceitualmente validados e os componentes principais são
dimensionados. A implementação do hardware começa em selecionar os
componentes e elaborar o layout, com a estratégia de separar os circuitos para reduzir
o acoplamento entre eles, minimizando as interferências de ruídos provenientes das
etapas de alta frequência.
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A verificação do hardware aconteceu diretamente sobre o protótipo montado,
energizando a fonte separadamente e fazendo a verificação das tensões de saída.
Com isso obtive as condições básicas para executar as rotinas de teste do firmware
de teste. A primeira rotina de teste foi de captura dos sinais tratados pelo condicionar
de sinais que chegam ao sistema microcontrolado, para então realizar o primeiro
acionamento do Conversor de Elevação de Tensão e acompanhar a ascensão do
barramento DC de 0 a 290 Vdc. Com as condições de alimentação do conversor
DC/AC, a modulação PWM senoidal foi acionada, criando a tensão AC de 150 Vac
em 60 Hz.; |