Conversor DC-DC com busca de ponto de potência máxima (MPPT) para painéis solares

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores ; Nesta dissertação é feito um estudo sobre o processo de conversão da energia retirada dos painéis solares fotovoltaicos em energia compatível com a rede pública de energia eléctrica. O objectivo é conseguir que os painéis fotovoltaicos funcionem sempre no ponto de potência máxima. São apresentados alguns tipos de células fotovoltaicas, bem como várias configurações possíveis para interligar os painéis fotovoltaicos com a rede eléctrica. São analisados diversos géneros de conversores DC/DC de forma a verificar qual o tipo de conversor que mais se adequa aos objectivos pretendidos. É feito um estudo com base no circuito equivalente de um painel fotovoltaico e nas equações que o caracterizam. São apresentadas as curvas características de um painel fotovoltaico e a forma como essas curvas são afectadas pelos factores ambientais. Para uma melhor demonstração do comportamento do painel fotovoltaico, é efectuada uma simulação em MatLab/Simulink. Para encontrar o ponto de potência máxima é utilizado um método de controlo Maximum power point tracker (MPPT). Neste projecto são expostos alguns métodos, assim como as suas vantagens e desvantagens. É apresentado um novo método de controlo MPPT que foi utilizado neste trabalho. Com base no painel Bangkok Solar BS-40, foi dimensionado o sistema que permite a ligação à rede pública. Este sistema é composto por: painel fotovoltaico (PV), conversor DC-DC, algoritmo MPPT, modulador sinusoidal com transformador fly-back e ponte inversora de saída. Finalmente, foi implementado o algoritmo MPPT com recurso a uma PIC, de forma a conseguir realizar testes e obter resultados experimentais.