| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 5.19 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Esta dissertação apresenta o trabalho desenvolvido para a colocação em funcionamento de um protótipo de simulador de sistemas de produção de energia solar fotovoltaica. A solução baseia-se num conjunto de conversores estáticos de potência apoiados por um microcontrolador, por um autómato programável e por um software de parametrização e acompanhamento dos resultados. Foram ainda desenvolvidos diversos circuitos que complementar as funcionalidades do trabalho apresentado.
Ao longo do documento são abordados vários temas de relevância: a temática das energias renováveis numa perspetiva atual, com enfoque no potencial da energia solar; as soluções existentes e em estudo para o aproveitamento da energia solar; a caracterização de funcionamento de um painel fotovoltaico, tendo em consideração o ambiente dinâmico em que este naturalmente se insere, assim como vários algoritmos de maximização da potência aplicados em conversores estáticos de potência.
São também apresentados conceitos das áreas de eletrónica de potência e de automação aplicados na construção, dimensionamento e colocação em funcionamento do simulador, onde são abordadas as diversas topologias que constituem o simulador, a forma como se interligam e o seu princípio de funcionamento. Para comprovar o desempenho da solução proposta apresentam-se diversas simulações e resultados experimentais obtidos com o protótipo desenvolvido. Os testes e resultados obtidos com
esta solução revelam um bom desempenho com limitações pontuais em alguns aspetos, os quais se descrevem ao longo dos respetivos capítulos. A solução serviu essencialmente para aprofundar os conhecimentos em diversas áreas da engenharia e ao mesmo tempo afigura-se como uma possível ferramenta pedagógica que permita reforçar o ensino integrado de energias renováveis, eletrónica de potência e automação.
This dissertation presents the work developed for the commissioning of a simulator prototype of photovoltaic solar energy production systems. The solution is based on a set of static power converters supported by a microcontroller, a programmable logic controller and software for parameterization and monitoring of results. Several circuits were also developed to complement the functionalities of the presented work. Throughout the document, several relevant topics are addressed: the theme of renewable energies in a current perspective, with a focus on the potential of solar energy; existing solutions and those under study for harnessing solar energy; the characterization of the operation of a photovoltaic panel, taking into account the dynamic environment in which it is naturally inserted, as well as several power maximization algorithms applied in static power converters. Concepts from the areas of power electronics and automation applied in the construction, design and commissioning of the simulator are also presented, where the various topologies that make up the simulator are addressed, the way in which they are interconnected and their operating principle. To prove the performance of the proposed solution, several simulations and experimental results obtained with the developed prototype are presented. The tests and results obtained from this solution reveal a good performance with occasional limitations in some aspects, which are described throughout the respective chapters. The solution essentially served to deepen knowledge in different areas of engineering and at the same time appears as a possible pedagogical tool that allows reinforcing the integrated teaching of renewable energies, power electronics and automation.
This dissertation presents the work developed for the commissioning of a simulator prototype of photovoltaic solar energy production systems. The solution is based on a set of static power converters supported by a microcontroller, a programmable logic controller and software for parameterization and monitoring of results. Several circuits were also developed to complement the functionalities of the presented work. Throughout the document, several relevant topics are addressed: the theme of renewable energies in a current perspective, with a focus on the potential of solar energy; existing solutions and those under study for harnessing solar energy; the characterization of the operation of a photovoltaic panel, taking into account the dynamic environment in which it is naturally inserted, as well as several power maximization algorithms applied in static power converters. Concepts from the areas of power electronics and automation applied in the construction, design and commissioning of the simulator are also presented, where the various topologies that make up the simulator are addressed, the way in which they are interconnected and their operating principle. To prove the performance of the proposed solution, several simulations and experimental results obtained with the developed prototype are presented. The tests and results obtained from this solution reveal a good performance with occasional limitations in some aspects, which are described throughout the respective chapters. The solution essentially served to deepen knowledge in different areas of engineering and at the same time appears as a possible pedagogical tool that allows reinforcing the integrated teaching of renewable energies, power electronics and automation.
Description
Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica – Ramo de Automação e Eletrónica Industrial
Keywords
Simulador de Painel Fotovoltaico Controlo por modo deslizante Conversor CC-CC Redutor-Elevador (Buck-Boost) Controlador Lógico Programável Sistema SCADA PV simulator Sliding mode controller Buck-Boost DC-DC converter Programmable Logic Controller SCADA system
Citation
LOPES, Hélio Alexandre Veloso – Simulador dinâmico para painéis fotovoltaicos. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. 2023. Dissertação de Mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa