CONTROLE MPPT HÍBRIDO APLICADO A UM MICROINVERSOR FLYBACK CONECTADO A REDE

Abstract

RESUMO: Os microinversores apresentam versatilidade, alta eficiência, podendo ser instalados aos poucos e em locais diferentes e com diferentes orientações dando a possibilidade de expansão ao sistema, detectam defeitos com rapidez e eliminam o problema de sombreamento parcial dos módulos, além de permitir realizar o rastreamento do máximo ponto de potência (MPPT) individual dos módulos obtendo otimização local e redução das perdas de energia resultantes do desfasamento do módulo fotovoltaico. O MPPT é um dos pontos mais significativos para o registro de eficiência dos módulos, o que vem levando a expandir os estudos na busca de apri-morar os métodos de rastreamento de potência. Este trabalho propõe um algoritmo MPPT hí-brido com tamanho de passo variável baseado nos métodos convencionais Perturba e Observa (P&O) e Condutância Incremental (CI). O método proposto é utilizado no rastreamento de po-tência de um painel fotovoltaico conectado a um microinversor flyback de dois comutadores conectado à rede elétrica, uma topologia simples, mas de alta eficiência e baixo custo. O de-sempenho do método proposto é apresentado por meio de resultados simulados e experimentais. Nos resultados simulados, foi realizado a comparando o MPPT proposto com os métodos con-vencionais e com dois métodos híbridos apresentados na literatura. O MPPT híbrido proposto atingiu uma eficiência de pico de 99,16%, enquanto o pico de eficiência dos métodos compa-rados foi de 98,95%, obtido pelo método IC convencional. Nos resultados experimentais é com-provado o funcionamento do microinversor projetado conforme apresentação das formas de onda e parâmetros de correntes e tensões. O rastreamento do MPPT proposto mostrou-se eficaz, atingindo uma eficiência de 88,7% e o microinversor apresentou uma eficiência de conversão de 86,14% correspondendo a uma eficiência próxima a calculada com base nas perdas dos com-ponentes do microinversor. Os resultados confirmaram então o bom desempenho do algoritmo de MPPT proposto, apresentando alta eficiência no rastreamento de energia, resposta rápida e estável para diferentes condições de irradiação e temperatura. ABSTRACT: The microinverters present versatility, high efficiency, can be installed in small and different places and with different orientations giving the possibility of expansion to the system, detect defects quickly and eliminate the problem of partial shading of the modules, besides allowing to realize the tracking of the individual maximum power point (MPPT) of the modules, obtai-ning local optimization and reduction of energy losses resulting from the photovoltaic module offset. The MPPT is one of the most significant points for registering the efficiency of the mo-dules, which has led to the expansion of studies in order to improve the methods of powertrace. This work proposes a hybrid MPPT algorithm with variable pitch size based on the conventio-nal methods of Perturba and Observes (P&O) and Incremental Conductance (CI). The proposed method is used in the power tracing of a photovoltaic panel connected to a two-way flyback micro-inverter connected to the grid, a simple but high efficiency and low cost topology. The performance of the proposed method is presented through simulated and experimental results. In the simulated results, it was performed comparing the MPPT proposed with the conventional methods and with two hybrid methods presented in the literature. The proposed hybrid MPPT reached a peak efficiency of 99.16%, while the peak efficiency of the compared methods was 98.95%, obtained by the conventional IC method. In the experimental results it is proven the operation of the microinverter designed with the presentation of waveforms and parameters of currents and voltages. The screening of the proposed MPPT was effective, reaching an effici-ency of 88.7%. And the microinverter showed a conversion efficiency of 86.14% corresponding to an efficiency close to that calculated based on the losses of the microinverter components. The results confirmed the good performance of the proposed MPPT algorithm, presenting high efficiency in energy tracing, fast and stable response to different irradiation and temperature conditions.