Proposta de conversor para rastreamento da máxima potência de operação de pequenos sistemas de geração de energia elétrica

Abstract

Esta pesquisa tem por objetivo a apresentação de um conversor CC-CC boost, controlado de forma a rastrear o ponto de máxima potência (MPPT, sigla em inglês para Rastreamento do Ponto de Máxima Potência) de um pequeno sistema de geração elétrica (menor que 5kW). O conversor aproveita a indutância intrínseca de máquinas elétricas girantes, não requer o uso de sensores como o de velocidade e posição e o seu pequeno peso e volume contribuem para a redução de custo, caso venha a se tornar um produto de mercado. No primeiro estágio desta pesquisa é apresentado um estudo sobre o gerador síncrono de ímãs permanentes de fluxo axial, o qual possui vantagens no que diz respeito à relação potência/peso e geração em baixa velocidade. Em seguida são apresentadas características do conversor e o seu sistema de controle, baseado em um circuito analógico e são realizadas simulações para comprovar a eficiência do conversor no que diz respeito ao MPPT. A confecção do protótipo é apresentada detalhando a escolha dos componentes e sua montagem. Por último, são apresentados os resultados experimentais, que confirmam os resultados esperados, e as conclusões a cerca de todo o trabalho.

This work presents a DC-DC boost converter, controlled to track the point of maximum power (MPPT - Maximum Power Point Tracking) of a small electrical generation system (less than 5kW). The converter uses the intrinsic inductance of rotating electrical machines, does not require the use of sensors such as speed and position and its small weight and volume contribute to the reduction of cost, if it become a product to market. In the first part of this work is presented a study about a permanent magnet synchronous generator of axial flux, which has advantages in that it concerns the power to weight ratio and generation at low speed. Then, the characteristics of the converter and its control system are presented, based on an analog circuit, and simulations are conducted to demonstrate the efficiency of the converter with MPPT. The confection of the prototype is presented detailing the choice of components and assembly. Finally, we present the experimental results, which confirm the expected results, and conclusions about all the work.