Regulação da Energia de Células de Combustível Microbiana com um Conversor DC-DC

• Autor(a) principal: Bumba, Cesar Raul António
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/13085
• topic: Células de Combustível Microbiana; Conversor Dc-Dc; Energy Harvesting; Matlab/Simulink; Mbed; Mpp; Pcb; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

O surgimento de vários estudos sobre energy harvesting, voltados a solucionar problemas ligados a fontes de baixa potência de maneira a extrair a potência máxima, com objetivo de garantir autonomia energética a unidades de redes de sensores e atuadores sem fio, de formas a fazerem face às baterias convencionais, proporcionando assim uma solução amiga do ambiente, vem observando desafios de carater ambiental, económico e tecnológico. Na presente dissertação é feita uma revisão bibliográfica sobre Células de Combustível Microbiana para entender o método de conversão de energia das mesmas, que se baseia numa reação de oxidação-redução da matéria orgânica pela ação de uma colónia de bactérias. Foram simulados os parâmetros de tensão, corrente e potência produzidos por uma célula de combustível microbiana; um conversor DC-DC foi projetado e simulado em ambiente Matlab/Simulink, com objetivo de extrair o ponto máximo de potência (MPP) do circuito equivalente das células de combustível microbiana. Foi igualmente projetado um hardware, desenhado em ambiente de DesignSpark, no formato de uma placa de circuito impresso (PCB), que garanta a aplicação do conversor DC-DC que é controlado pelo microcontrolador Mbed NXP LPC1768. Pelos resultados obtidos a nível de simulação, foi possível observar que o conversor DCDC projetado extraiu a potência máxima que as células conseguem produzir mesmo variando as condições de funcionamento das mesmas.