Proposta de uma nova técnica para extração global de máxima potência de módulos fotovoltaicos sem sensoriamento da corrente e da tensão provenientes da fileira fotovoltaica

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O avanço tecnológico das últimas décadas vem culminando na expansão dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica (grid-tied) tanto no Brasil quanto no exterior, trazendo consigo o interesse da comunidade científica na busca por técnicas de extração global de máxima potência que sejam eficientes, simples e baratas. Dentro deste contexto, o presente trabalho propõe uma nova estratégia de GMPPT (do inglês, Global Maximum Power Point Tracking) que utiliza em seu controle apenas os sensores de tensão e corrente no ponto de conexão com a rede elétrica, trazendo ganhos no que tange ao custo de implementação dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede. Para alcançar o ponto de máxima potência (PMP) são realizadas perturbações em uma variável denominada Tolerância, que, por sua vez, constitui-se no máximo valor de erro admissível entre a corrente eficaz de referência e a corrente imposta no indutor de saída (DeltaRMS). A corrente de pico utilizada como referência no controle do inversor é incrementada ou decrementada de acordo com a comparação entre a Tolerância e DeltaRMS. Todo o projeto da técnica proposta e dos seus controladores é minuciosamente descrito. A fim de realizar a comparação de desempenho, as técnicas clássicas de MPPT Perturbe e Observe e Condutância Incremental também são incluídas em todas as etapas do trabalho. Os resultados experimentais apresentam elevado fator de rastreamento (FR) para a técnica proposta (99,90%), tendo ainda excelente resposta quanto à identificação de pontos falsos de máxima potência a partir do escaneamento da curva característica com o subsequente direcionamento da operação para o ponto de máxima potência global. The technological advance of the last decades has culminated in the expansion of grid-tied photovoltaic systems in Brazil and abroad, bringing with it the interest of the scientific community in the search for Global Maximum Power Point Tracking (GMPPT) techniques that are efficient, simple and cheap. In this context, the present work proposes a new GMPPT strategy that uses only the voltage and current sensors at the point of connection to the grid, reducing the costs of power inverters. To reach the maximum power point (MPP) a disturbance is performed on a variable called Tolerance, which in turn constitutes the maximum permissible error value between the reference current and the current imposed on the output inductor (DeltaRMS). The peak current used as a reference in the inverter control is incremented or decremented according to the comparison between Tolerance and DeltaRMS. The entire design of the proposed technique and its controllers is described in detail. In order to perform performance comparison, the classic MPPT techniques Perturb and Observe and Incremental Conductance are also included in all stages of the work. The experimental results presented a high tracking factor (TF) for the proposed technique (99.90%), and also had an excellent response regarding the identification of false maximum power points from the scanning of the characteristic curve with the subsequent targeting of the operation to the global maximum power point. Tese (Doutorado)