Desenvolvimento de conversores de potência com interface de painéis fotovoltaicos para smart homes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Passos, Paulo Frederico Costeira de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/72204
Resumo: Dissertação de mestrado em Engenharia Eletrónica e de Computadores
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spelling Desenvolvimento de conversores de potência com interface de painéis fotovoltaicos para smart homesMódulos fotovoltaicosVeículos elétricosQualidade da energia elétricaSmart homeSmart gridEletrónica de potênciaSiC – Silicon carbidePhotovoltaic modulesElectric vehiclesPower qualityPower electronicsEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado em Engenharia Eletrónica e de ComputadoresA microgeração e a utilização de veículos elétricos estão cada vez mais presentes no quotidiano e representam dois importantes fatores no caminho do desenvolvimento das smart grids e smart homes, que visam a gestão dos dispositivos eletrónicos ligados à rede elétrica ou à habitação. Assim sendo, a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias, assim como a otimização de topologias já existentes, no sentido de melhorar o carregamento de baterias dos veículos elétricos, a produção de energia a partir de fontes de energia renováveis e o melhoramento da qualidade da energia elétrica, é cada vez mais relevante. No âmbito desta dissertação pretende-se desenvolver um equipamento que surge como uma solução para a realização da interface entre veículos elétricos, painéis fotovoltaicos e a rede elétrica, além de compensar, dinamicamente, problemas de qualidade da energia elétrica. A solução tradicional utiliza dois conversores de potência para realizar a interface entre o veículo elétrico e a rede elétrica e mais dois conversores de potência para a interface da fonte de energia renovável e a rede elétrica). Esta topologia apresenta uma desvantagem no carregamento direto das baterias do veículo elétrico a partir da fonte de energia renovável, pois requer o uso de quatro conversores de potência e a rede elétrica como intermediários. Para colmatar esta desvantagem, a configuração adotada utiliza apenas um conversor CA-CC e um barramento CC comum aos dois conversores CC-CC que interligará os três conversores. Assim, obtêm-se as vantagens de utilizar apenas um conversor para realizar a interface do carregador do veículo elétrico e a fonte de energia renovável com a rede, a possibilidade de realizar o carregamento das baterias diretamente dos painéis fotovoltaicos, sem usar a rede como intermediário, e ainda a contribuição para a melhoria dos problemas de qualidade de energia. Nesta dissertação, foi desenvolvido um conversor CA-CC (em colaboração com outra dissertação), o mais reduzido possível (usando SiC - Silicon Carbide, como semicondutores controlados), variando assim as suas caraterísticas de forma a se obter a redução de tamanho e a realizar a interface com os outros dois conversores de potência (CC-CC). Após um estudo cuidado do estado da arte, foi desenvolvido um modelo computacional em PSIM e foi desenvolvido um protótipo laboratorial (conversor CA-CC e CC-CC), onde o conversor CC-CC realiza a interface com a fonte de energia renovável (com algoritmo de controlo de maximum power point tracker (MPPT)). Com recurso ao sistema desenvolvido foram obtidos resultados experimentais que comprovam a solução adotada.Microgeneration and the use of electric vehicles are increasingly present in our daily lives and they represent two major factors in the development of smart grids and smart homes, which aim to manage electronic devices connected to the power grid or to the house. Therefore, the need to develop new technologies as well as improving the existing ones in order to improve battery charging of electric vehicles, the production of energy from renewable power sources and the improvement of energy quality is increasingly relevant. This dissertation intends to develop an equipment that emerges as a solution for the interface between electric vehicles, photovoltaic panels and the power grid as it also dynamically compensates for problems of power quality. The traditional solution uses two power converters to interface between the electric vehicle and the power grid (one ac/dc converter and another dc/dc converter) and two more power converters for the renewable power source (one ac/dc converter and another dc/dc converter). This traditional topology has a disadvantage in the direct charging of the electric vehicle batteries from the renewable energy source as it requires the use of four power converters and the power grid as intermediates. To overcome this drawback, the adopted configuration uses only one ac/dc converter and one common dc link to interface the two dc/dc converters with the ac/dc converter. This gives the advantages of using only one converter to interface the electric vehicle charger and the renewable power source with the power grid. It also allows the ability to charge the batteries directly from the photovoltaic panels without using the power grid as an intermediary further contributing to improve issues related to the quality of power. Through this dissertation, when combined with another dissertation, an AC/DC converter, compacted as much as possible will be developed, thus varying its characteristics in order to obtain the size reduction. This will interface with the other two power converters (dc/dc). Posteriorly and individually, a dc/dc converter will be developed that will interface with the renewable power source, where a maximum power point tracker (MPPT) control algorithm is applied in order to extract as much power as possible from the photovoltaic panel.Este trabalho de dissertação está enquadrado no projeto de IC&DT “newERA4GRIDs – New Generation of Unified Power Conditioner with Advanced Control, Integrating Electric Mobility, Renewables, and Active Filtering Capabilities for the Power Grid Improvement”, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, com a referência PTDC/EEI‑EEE/30283/2017.Este trabalho de dissertação está enquadrado no projeto de IC&DT “DAIPESEV – Development of Advanced Integrated Power Electronic Systems for Electric Vehicles”, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, com a referência PTDC/EEI EEE/30382/2017.Monteiro, Vítor Duarte FernandesUniversidade do MinhoPassos, Paulo Frederico Costeira de20192019-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/72204por202672921info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-05-11T04:27:38Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/72204Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openairemluisa.alvim@gmail.comopendoar:71602024-05-11T04:27:38Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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