Conversor boost em modo de condução descontínua aplicado como rastreador do ponto de máxima potência sem sensor de corrente

Abstract

Nos últimos anos, a demanda global por energia vem tendendo a patamares cada vez maiores, sendo acompanhada pela inserção crescente de fontes renováveis, sobretudo a fotovoltaica, na matriz energética. A geração fotovoltaica é fortemente influenciada pelas condições climáticas, sendo que para alcançar o melhor desempenho, é necessária a implementação de algoritmos de rastreamento do ponto de máxima potência. Diante do exposto, neste trabalho é proposto um sistema de rastreamento do ponto de máxima potência que utiliza conversores em modo de condução descontínua e dispensa o uso de sensor para aquisição da corrente fotogerada, visto que a característica seguidora de tensão dos conversores neste modo de operação. Embora o objetivo principal da proposta seja a redução do peso e do volume do sistema, em virtude da redução da indutância e supressão do sensor de corrente e dos circuitos de condicionamento associados, uma análise de perdas demonstra que o rendimento do conversor desenvolvido está muito próximo a de um conversor equivalente em modo de condução contínua, ou seja, não há penalidade excessiva de rendimento em razão da operação em modo descontínuo. Os achados da dissertação são comprovados por meio de resultados experimentais e são bons indícios de que a inovação proposta se mostra promissora para sistemas fotovoltaicos integrados a satélites, por exemplo, que exigem dispositivos leves, compactos e robustos.

Abstract: In recent years, the global demand for energy has been trending toward increasingly higher levels, accompanied by the growing integration of renewable sources, particularly photovoltaic, into the energy matrix. Photovoltaic generation is strongly influenced by climatic conditions, and to achieve the best performance, it is necessary to implement maximum power point tracking algorithms. In light of this, this work proposes a maximum power point tracking system that uses converters in discontinuous conduction mode and eliminates the need for a sensor to acquire the photogenerated current, given the voltage-following characteristic of the converters in this mode of operation. Although the main goal of the proposal is to reduce the system?s weight and volume, due to the reduction of inductance and the elimination of the current sensor and associated conditioning circuits, a loss analysis shows that the efficiency of the developed converter is very close to that of an equivalent converter in continuous conduction mode, meaning there is no significant efficiency penalty due to operation in discontinuous mode. The findings of the dissertation are verified through experimental results, providing strong evidence that the proposed innovation is promising for photovoltaic systems integrated into satellites, for example, which require lightweight, compact, and robust devices.