Parte numérica
Enunciado:
Você fará um anteprojeto de um sistema fotovoltaico com N=N painéis, conectado à rede CA monofásica com tensão eficaz de Vef V (senoidal, 60Hz). Cada painel apresentas uma curva VxI ditada pela fórmula I=A*{1-exp[(V-B)/C]}, onde:
- I é a corrente produzida pelo painel solar;
- V é a tensão nos terminais do painel solar;
Para o painel escolhido, nas condições STC (standard test conditions - painel a 25 oC e irradiância de 1000W/m2):
- A=A; B=B e C=C
Os N painéis solares conectados em série serão ligados a um conversor CC/CC elevador (tipo boost com uma chave) a um barramento CC com tensão média de Vcc V. A tensão deste barramento CC é filtrada por um capacitor Cap, que é ligado à rede CA via conversor monofásico do tipo ponte H e filtro indutivo L .
Recomenda-se neste ponto desenhar o circuito completo para ter uma ideia do sistema com o qual está trabalhando. Ele será cobrado em outra questão.
Questões relativas à conversão luz-eletricidade:
- Para as N placas em série a tensão em aberto ( I=0A) é de Vac= Vac V e a corrente de curto circuito ( V=0 obtida curto circuitando-se os terminais do painel) é de Icc=Icc A
- Para as N placas em série nas condições STC a potência máxima gerada é de Pmax=Pmax, o que ocorre no ponto de operação VxI definido por Vmax=Vmax e Imax=Imax.
Questões relativas ao conversor CC-CC e MPPT:
- Sabendo-se que a tensão no barramento CC é regulada pelo conversor CC-CA e tem valor médio de Vcc, o algorítimo de MPPT deve impor ao conversor Boost um duty cycle de D=D.
Questões relativas ao conversor CC-CA e se controle:
- A corrente média drenada pelo lado CC do conversor CC-CA é de ICC A
- para que a potência gerada Pmax seja injetada na rede com fator de potencia unitário, as malhas de controle devem garantir uma corrente na rede com valor de pico de Ip A e ângulo de fase de Iang graus. ( Assuma que a tensão na rede é senoidal, de 60Hz, com angulo de fase nulo. Assuma como sentido positivo da corrente o que vai do conversor para a rede, ou seja conversor na convenção de gerador e rede na convenção de carga) .
- No anteprojeto, precisamos definir o valor do indutor de filtro do converor CC-CA não só para ter uma idéia do seu custo, mas também para resolver o próximo item. Vamos considerar como valores de base a tensão eficaz na rede e a potencia máxima gerada. Se considerarmos que a reatância do indutor é de 0,1pu , sua indutância será de L mH.
- precisamos definir o valor do capacitor de filtro do barramento CC comum aos conversores CC-CC e CC-CA. Se definirmos uma ondulação pico a pico de 10% na tensão CC, com relação ao seu valor médio, a capacitância será de Cap microfarads.
- para se injetar a corrente CA calculada no item anterior a malha de rastreamento da corrente deverá injetar no bloco PWM uma tensão de referência senoidal com valor de pico de Vref V e ângulo de fase de Vang graus.
Bom trabalho