Projetos Inversores Solar

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN ELITON FUCHS

CONVERSOR SEPIC COM CONTROLEMPPT

CURITIBA 2012

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANSETOR DE TECNOLOGIA CENTRO POLITCNICO DEPARTAMENTO DE ELETRICIDADE CURSO DE ENGENHARIA ELTRICA

ELITON FUCHS

CONVERSOR SEPIC COM CONTROLE MPPT

Trabalho de graduao apresentado disciplina TE105 Projeto de Graduao, como requisito parcial concluso do curso de Graduao de Engenharia Eltrica da Universidade Federal do Paran.

Aluno: ElitonFuchs GRR:20051205 Orientador: Prof. Dr. Joo Amrico Vilela Jnior Comisso avaliadora: Prof. Dr. Clodomiro Unsihuay Vila Prof. Dr. Roman Kuiava

CURITIBA 2012

AGRADECIMENTOS Aos meus pais, Juvino e Carmlia, pela oportunidade de estudar e por serem a referncia em minhas realizaes. A Celu por permitir esta conquista, fornecendo um ambiente timo para o estudo. Tambm pelas grandes amizades aqui encontradas e pelo aprendizado adquirido durante o perodo de graduao. Ao professor Nixon pelos ensinamentos e pela oportunidade de desenvolvimento cientfico e prtico no Labmetro. Aos amigos Celso, A. Leonardo, J. Rgis, Alan, Eduardo, Juliano, rico, Andr e Gilberto pela convivncia diria durante este perodo na Celu, pelo apoio e motivao. Aos meus colegas de curso pelo companheirismo, brincadeiras e amizade. Ao professor Joo Amrico pelos ensinamentos, entusiasmo e disponibilidade durante todo o perodo de TCC. Aos meus familiares pela ajuda em todas as horas quando precisei, em especial meus irmos Edson e Wesley.

A Deus por tudo.

RESUMO Neste trabalho apresenta-se o projeto de um Conversor Sepic com seguidor de MPPT desde a sua concepo at a sua implementao fsica.Primeiramente feito um estudo sobre os principais aspectos que tornam os painis fotovoltaicos promissores fontes de energia e a importncia da utilizao de conversores CC-CC acoplados a estes para melhoria da eficincia destes sistemas. Em seguida so apresentadas as vantagens e desvantagensda topologia Sepic de conversores CC-CC e da tcnica de controle P&O.Para viabilizar a construo do sistema especificado um painel fotovoltaico e feito o dimensionamento do conversor Sepic e, com esses valores, so feitas as simulaes necessrias utilizando o software PSIM. A partir destes resultados apresentado o circuito a ser utilizado no sistema real e ento confeccionada a placa e feita a montagem do sistema. Palavras chaves: Sepic, MPPT, painel fotovoltaico, PSIM.

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ABSTRACT This paper presents the design of a Sepic converter with MPPT follower since its conception to its physical implementation. First is a study done on the main aspects that make photovoltaic panels promising energy sources and the importance of using DC-DC converters coupled to them toimprove the efficiency of these systems. Then we present the advantages and disadvantages of the Sepic topology for DC-DC converters and control technology P&O. To enable the construction of the specified system is a photovoltaic panel and is made the sizing of the converter and Sepic, with these values, the simulations required are made using the PSIM software. From these results we present the circuit to be used in the real system and is then made to the plate and made the assembly of the system. At the end are analyzed on the system performance. Keyboard:Sepic,MPPT,photovoltaic panel, PSIM.

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SUMRIOLISTA DE FIGURAS ................................................................................................... iv LISTA DE TABELAS.................................................................................................... v 1. 2. INTRODUO .................................................................................................. 8 PAINIS FOTOVOLTAICOS .......................................................................... 102.1. 2.2. 2.3. HISTRICO .................................................................................................................... 10 GERAO FOTOVOLTAICA ......................................................................................... 10 CURVAS TERICAS...................................................................................................... 12

3.

CONVERSOR SEPIC...................................................................................... 143.1. 3.2. 3.3. ESTRUTURA DO SEPIC ................................................................................................ 14 FUNCIONAMENTO ........................................................................................................ 14 VANTAGENS E DESVANTAGENS ................................................................................ 15

4. 5.

TCNICAS DE CONTROLE ........................................................................... 174.1. P&O ................................................................................................................................ 19

SIMULAO DO PROJETO NO PSIM........................................................... 215.1. 5.2. ESCOLHA DO PAINEL................................................................................................... 21 SIMULAO DO PAINEL ............................................................................................... 22

6. 7.

DIMENSIONAMENTO DO CONVERSOR ....................................................... 24 ANLISE DOS RESULTADOS DA SIMULAO .......................................... 277.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. SIMULAO DE MALHA ABERTA ................................................................................ 27 ANLISE DO CIRCUITO COM CONTROLE ................................................................. .30 ANLISE DE CIRCUITO P/ VARIAES DE QUADRADA DE RADIAO CASO 2 ... 32 SINAL DE VARIAO DA RADIAO .......................................................................... 33 ANLISE DE CIRCUITO PARA GRANDES VARIAES DE RADIAO CASO 3 ..... 34 CARREGAMENTO DA BATERIA ............................................................................ 36

8.

IMPLEMENTAO ........................................................................................ 378.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. MICRO CONTROLADORES PIC ................................................................................... 37 ALIMENTAO DOS CIRCUITOS ................................................................................. 37 CONSUMO DE ENERGIA .............................................................................................. 39 INSOLAO DE CURITIBA ........................................................................................... 39 CUSTO DO PROJETO ................................................................................................... 40

9. 10. 11.

RESULTADOS OBTIDOS............................................................................... 41 CONCLUSO ................................................................................................. 43 TRABALHOS FUTUROS ................................................................................ 45

REFERENCIAS ......................................................................................................... 46 ANEXOS A. B. B.1. PROGRAMA UTILIZADO ......................................................................................... 49 DIAGRAMA DO CIRCUITO ............................................................................ 53 COMPONENTES ............................................................................................ 54 iii

C. D.

REPRESENTAO DO PAINEL NO PSIM .................................................... 55 INSOLAO DE CURITIBA ........................................................................... 57

LISTA DE FIGURASFig. 2.1 Demanda por energia no mundo .................................................................... 10 Fig. 2.2 Atlas Solarimtrico do Barasil ........................................................................ 11 Fig. 2.3 Caracterstica da potncia para insolao (W/m) varivel e T( constante 13 C) Fig. 2.4 Caracterstica da potncia para T( varivel einsolao (W/m) constante . 13 C) Fig. 3.1 Estrutura bsica do Sepic .............................................................................. 14 Fig. 3.2 Chave fechada: Correntes da fonte e do indutor de magnetizao ................ 15 Fig. 3.3 Chave aberta: Correntes da fonte e do indutor de magnetizao ................... 15 Fig. 4.1 Variao da radiao Caso 1 ......................................................................... 17 Fig. 4.2 Variao da radiao Caso 2 ......................................................................... 18 Fig. 4.3 Variao da radiao Caso 3 ......................................................................... 18 Fig. 4.4 Algoritmo do P&O. ........................................................................................ 19 Fig. 5.1 Simulao do painel ....................................................................................... 22 Fig. 5.2 Grfico das correntes do painel...................................................................... 22 Fig. 5.3 Grfico das potncias do painel ..................................................................... 23 Fig. 7.1 Circuito com razo cclica fixa ........................................................................ 27 Fig. 7.2 Variao da radiao para o circuito em malha aberta................................... 28 Fig. 7.3 Potncia mxima e potncia extrada pelo painel em malha aberta. ............. 28 Fig. 7.4 corrente extrada do painel............................................................................. 29 Fig. 7.5 tenso do painel do painel ............................................................................. 29 Fig. 7.6 Circuito com controle ..................................................................................... 30 Fig.7.7 variao da radiao caso ............................................................................. 30 Fig. 7.8 potncia extrada do painel caso 1 ................................................................. 31 Fig. 7.9 tenso no painel caso 1 ................................................................................. 31 Fig. 7.10 corrente de sada do painel caso 1 .............................................................. 32 Fig.7.11 variao da radiao caso 2 ......................................................................... 32 Fig. 7.12 potncia extrada do painel caso 2 ............................................................... 33 Fig. 7.13 tenso no painel caso 2. ............................................................................. 33 Fig. 7.14 corrente de sada do painel caso 2 .............................................................. 34 Fig.7.15 variao da radiao caso 3 ......................................................................... 34 Fig. 7.16 potncia extrada do painel caso 3. .............................................................. 35 Fig. 7.17 tenso no painel caso 3 ............................................................................... 35 Iv

Fig. 7.18 corrente de sada do painel caso 3 .............................................................. 36 Fig. 7.19 Corrente de carga na bateria ....................................................................... 36 Fig. 8.1 Medio de corrente e tenso no painel......................................................... 38 Fig. 9.1 PWM 1 gerado e tenso no A/D1 do pic ........................................................ 41 Fig.9.2 PWM 2 gerado e tenso no A/D1 do pic ......................................................... 41 Fig.9.3 PWM 3 gerado e tenso no A/D1 dopic .......................................................... 42 Fig.9.4 tenso na sada do conversor SEPIC ............................................................. 42 Fig. 10.1 Painel solar hibrido com aquecimento solar e fotovoltaico ........................... 44

LISTA DE TABELASTabela 6.1 dados utilizados no dimensionamento do conversor ................................. 24 Tabela 8.1 Potncia consumida no controle ............................................................... 38 Tabela 8.2 Preo dos componentes do projeto ........................................................... 40

LISTA DE ACRNIMOSMPPT Ponto de potncia mximo SEPIC Single EndedPrimaryInductor Converter um tipo de conversor CC-CC P&O Tcnica de Controle denominada Perturba e Observa PWM - Modulao por largura de pulso CCP1 - Porta de sada do PWM do micro controlador

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1. INTRODUO A rpida evoluo tecnolgica aliada a necessidade humana de utilizao de energia menos poluente, ou seja, energia que produza o menor impacto ambiental possvel, gera uma demanda crescente de investimentos em fontes de energias referidas como no convencionais. Dentre estas fontes a energia fotovoltaica atualmente a de maior crescimento, cerca de 30% ao ano [1], e embora sua capacidade instalada seja inferior a 20 GW ela deve tornar-se a maior fonte de energia renovvel na prxima dcada [2]. Pases como Brasil, Chile, Argentina ou aqueles localizados no continente africano possuem potenciais para a produo de energia solar da ordem de 3 a 4vezes maiores que os principais produtores dessa energia os quais esto localizados na Europa. Esse fato torna-se claro quando analisamos todas as cartas heliogrficas, as quais nos mostram os diferentes ndices e diferentes quantidades de horas de radiao recebidas por cada pas. Os grandes avanos na eficincia das clulas fotovoltaicas ainda no foram suficientes para torn-las economicamente atrativas, porm as questes ambientais tm feito que mesmo pases subdesenvolvidos criem incentivos s energias renovveis e com isso muitos projetos tm sido desenvolvidos nos ltimos anos. Projetos de gerao de energia fotovoltaica no implicam em grandes problemas de manuteno e operao quando comparados as demais formas de gerao de energia uma vez que os painis mantm seu desempenho por um longo perodo de tempo e os ndices de radiao tambm so bem conhecidos e previsveis em cada regio. So vrias as possibilidades de implantao de sistemas fotovoltaicos em um pas com regies de diferentes ndices de radiao solar e temperatura como o Brasil. Isso torna fundamental o estudo e desenvolvimento de tcnicas deotimizaopara esses sistemas. Porm essas tcnicas ainda so pouco disseminadas no Brasil e ainda so poucos os projetos de destaque. Para o aumento da eficincia o painel fotovoltaico ligado a um conversor CC-CC e atravs de uma lgica de controle,a qual varia o tempo de chaveamento do MOSFET desse conversor, o painel fornece a sua potncia mxima mesmo com variaes de temperatura e radiao solar. Dentre as vrias topologias de conversoresCC-CC existente o Sepic tem sido bastante utilizado em aplicaes com painis fotovoltaicos, principalmente por sua vantagem de ter uma sada de mesma polaridade que a entrada e

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ajustvel atravs de sua razo cclica.Com isso possvel obtero nvel de tenso desejado na sada e sem dependncia da carga. Para implementarmos o controle nesse conversor escolheu-se a tcnica denominada Perturba e Observa (P&O) principalmente por ser uma tcnica de fcil implementao e possuir uma eficincia relativamente alta para determinadas condies de radiao solar e mudanas de temperatura. De todos os softwares com possibilidade desimulao de painis fotovoltaicos o software PSIM apresenta modelos de painis com caractersticas muito prximas das reais e possui uma interface de fcil utilizao. As simulaes do painel fotovoltaico acoplado do conversor permitem a validao do dimensionamento do conversor e tambm a visualizao da potncia mxima a ser extrada do painel para cada condio de temperatura e de radiao. Alm disso, vrios parmetros do painel e do circuito como as tenses do painel quando ele est no MPPT,o comportamento da corrente drenada do painel sob uma variao de radiao e tambm a corrente na carga podem ser observados. Primeiramente so feitas todas as simulaes buscando entender o sistema utilizando valores de frequncia e razo cclica fixa no chaveamento do MOSFET. Aps isto so feitas novas simulaes utilizando uma tcnica de controle acoplada ao conversor. Os painis comerciais em sua grande maioria ainda no vm com conversores com seguidor de MPPT, porm eles podem gerar bons ganhos de eficincia nos painis e, assim como os painis fotovoltaicos, ainda so caros. Entretanto analisando num horizonte longo eles so fundamentais e podem contribuir muito para a competitividade dos painis. Estudos sobre as tcnicas de controle de MPPT so fundamentais para o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica. Os ganhos de eficincia de um conversor CC-CC com seguidor de MPPT o tornam economicamentevivel parautilizao em usinas fotovoltaicas.Em sistemas fotovoltaicos menores como instalaes residenciais devem-se fazer vrios clculos para determinar a sua viabilidade.

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2. PAINIS FOTOVOLTAICOS 2.1. HISTRICO

Aps mais de um sculo do descobrimento do efeito fotovoltaico porAlexandre Edmond Becquerel (1820-1891), no ano de 1954 Chapin Chapin,Pearson e Fuller desenvolveram a primeira clula fotovoltaica no ano de 1954, feita de ula silcio monocristalino, ela tinha uma eficincia de 6% Nas dcadas seguintes a 6%. energia solar foi descartada devido ao seu alto custo, ficando seu uso restrito a situaes especiais onde no houvesse outra forma de gerar energia, como is nos satlites e outras aplicaes envolvendo programas espaciais. Com a alta do petrleo em 1971 e depois com as preocupaes ambientais a energia solar voltou a ser repensada na matriz energtica mundial e, assim, grandes investimentos foram feitos resultando em sucessivos aumento de rendimento destas clulas. Atualmente as clulas comerciais tem um rendimento de 10 a 15%, embora j foramcriado muitos tipos de clulas com rendimentos de at os lulas 42,8%[3]. 2.2. GERAO FOTOVOLTAICA

Com a crescente demanda por energia muito difcil diminuir a demanda por combustveis fsseis. Entretanto o desenvolvimento de tecnologias associadas s energias renovveis pode ser a soluo para essa renovveis demanda de energia sem a n necessidade de aumentar o consumo desses sidade combustveis. A Fig. 2.1 mostra o histrico e como as energias renovveis .1 devem contribuir para a oferta de energia nas prximas dcadas.

Fig. 2.1 Demanda por energia no mundo. .

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Com os avanos tecnolgicos j ocor ocorridos a energia solar gia solarfotovoltaica tem hoje em torno de 17 GW de potencia instalada em todo mundo. Seu crescimento em torno de 30% ao ano, e segundo a IEA estudos apontam que em 2020 ela seja responsvel por 1% de toda energia consumida no mundo chegando a ser de 26% em 2040 2040[4]. O Brasil ainda tem investimentos insignificantes em energia fotovoltaica, porm possui um dos maiores potenciais para est tipo de gerao No Brasil a este gerao. energia solar utilizada quase que exclusivamente para regies onde invivel levar energia por meio de linhas de transmisso. Nesses casos a l . energia solar apoiada por programas do governo que visam atender esses locais. Ainda se prioriza os investimentos para as demais formas de energias renovveis ao contrrio do que vem ocorr ocorrendo em outros pases, nesses ltimos cinco anos, onde se tm aumentado consideravelmente os investimentos em energia solar solar. O Nordeste brasileiro possui os melhores nveis de radiao solar no pas, chegando a ter uma mdia anual de at 8h dirias de ins insolao de 1000W/m. Entretanto as demais regies possuem timos ndices como ndices, mostra a Fig. 2.2.

Fig. Fig 2.2 Atlas solarimtrico do Brasil[5].

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A utilizao deste potencial deve ser bem estudada, pois algumas regies tm muitas horas de sol e outras tm uma radiao mais forte e um nmero de horas menores. Essas diferenas so fundamentais para o dimensionamento dos sistemas fotovoltaicos, tanto dos painis como do tipo de controle a ser utilizado. A constante evoluo tecnolgica na rea dos materiais a principal causadora da ampliao da gerao fotovoltaica tanto pela melhoria de eficincia como pelos diferentes tipos de clulas hoje fabricados. Apesar de existirem poucos estudos a respeito existem pesquisadores que acreditam que para horizontes muito longos essa energia economicamente vivel, pois o insumo dessa energia gratuito para todo o mundo, enquanto quevarias outras energias tem um custo de insumo muito alto. A energia solar possui grandes vantagens sobre as demais energias, tais como: uma das formas de gerao mais limpa que existe; Incomparvel potencial; Suas instalaes requerem pouca manuteno, sendo queuma clula solar quase no tem perdas de eficincia mesmo aps dcadas de utilizao [6]; Pases tropicais podem utilizar a energia quase que durante todo o ano;

Clulas fotovoltaicas tm um rendimento terico muito elevado, em torno de 94% [7], pelo ciclo de Carnot, e por isso um sistema de energia to promissor. Rendimentos dessa ordem so muito difceis nos sistemas atuais de gerao utilizados. Por comparao temos o rendimento terico dos motores e geradores a combusto interna que de 59%[8] ou ainda das trmicas a carvo onde o rendimento terico de 34%[9]. 2.3. CURVAS TERICAS

As curvas de um painel fotovoltaico dependem principalmente e diretamente de dois fatores: temperatura do painel e nvel de radiao incidente. Outro aspecto das curvas de um painel fotovoltaico o comportamento da corrente, e consequentemente da potncia, que diminui acentuadamente para nveis de corrente acima da corrente de potncia mxima, considerando as condies de teste (1000 W/m e 25 ),ou valores prximos a este como mostram as Fig. 2.3 e 2.4.

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Fig. 2.3 Caracterstica da potncia para temperatura (C) varivel e insolao (W/m) constante. A figura acima mostra que a potncia de um painel diminui se a temperatura deste aumenta, mantendo a mesma insolao, e a curva caracterstica da potncia deste painel sofre um encolhimento ocorrendo assim uma variao no ponto de potncia mxima des painel. deste

Fig. 2.4 Caracterstica da potncia para insolao (W/m) varivel e temperatura (C) constante. A figura acima mostra que quando varia a insolao do painel mas quando painel, mantendo a sua temperatura constante, o MPPT varia no mesmo sentido da variao da insolao (quanto maior a insolao mais acima ficar o ponto)e se o localiza em um valor de tenso do painel que quase no varia.

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3. CONVERSOR SEPIC Os conversores CC CC so sistemas normalmente utilizados para CC-CC fornecer uma tenso contnua regulada a partir de uma fonte de tenso partir contnua no regulada. Geralmente so compostos por transstores e por elementos passivos: diodos, bobinas, condensadores e resistores. Estes conversores so controlados atravs de PWM, sendo a razo cclica a principal caracterstica que controla o valor da tenso na sada. stica

A estrutura bsica apresentada na Fig. 3.1.

Fig.3.1 Estrutura bsica do conversorSepic. 3.1

3.1.

FUNCIONAMENTO

Os conversores CC CC-CC possuem dois modos de operao: Modo de Conduo Contnua (MCC) e Modo de Conduo Descontnua (MDC) de duo Corrente. No Sepic o MCC caracterizado pela corrente no Indutor de entrada rrente (L1) manter-se sempre positiva. Neste modo o conversor operar em duas se positiva. condies: 1) Com a chave s fechada: Nesta condio a fonte fornecer uma corrente que ser igual a: ue e o indutor L2 se descarregar atravs .A corrente do capacitor C com uma corrente que ter valor de C1 total na chave S ser igual a S1

+ .O diodo D estar bloqueado e

portanto, o capacitor s trocar energia com a ca carga. A tenso reversa no diodo ser dada pela tenso no capacitor mais a tenso na carga.[10] Na Fig. 3.2mostrado o caminho das correntes. Em verde a corrente da fonte e mostrado em laranja a corrente armazenada no indutor L2.

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Fig. 3.2Chave fechada: Correntes da fonte e do indutor de magnetizao.

2) Com a chave aberta: Nesta condio a corrente circular atravs de L1. C1, D e alimentar C2e a carga. A tenso na chave ser igual a V1. Na figura 3.3 mostrado o caminho da corrente da fonte e a corrente armazenada no indutor L2.

Fig. 3.3Chave aberta: Correntes da fonte e do indutor de magnetizao. 3.2. VANTAGENS E DESVANTAGENS O Sepic apresenta 5 principais vantagens : Operar como elevador-abaixador, estando a tenso de sada dependente da razo cclica de chaveamento do MOSFET. Ser naturalmente isolado contra curto circuitos externos, devido a presena do capacitor C1 entre a entrada e a sada. Trabalhar como uma fonte de corrente na entrada e uma fonte de tenso na sada. Ter sada de mesma polaridade da entrada. Possibilitar um arranjo com vrios nveis de tenso de sada com a insero de mltiplas sadas no indutor L2. No entanto ele tem algumas desvantagens a serem consideradas:

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Ser uma estrutura com maior nmero de componentes o que gera maior possibilidade de defeitos no circuito e aumento de custos, o que pode ser desprezado neste estudo. algumas aplicaes. No caso de carregamento de baterias podese usar a tcnica de corrente pulsada, mas deve-se buscar o tempo timo de off-time (tempo em que a corrente zero) para obter boa eficincia com esta tcnica [11].

Ter uma corrente pulsada na sada, que pode ser ruim em

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4. TCNICAS DE CONTROLE Para que o painel opere sempre no ponto de potencia mxima (MPPT) feito um controle no conve conversor mudando a razo cclica do mesmo Para isso, mesmo. em cada ciclo de chaveamento do MOSFET, feito uma leitura da potencia entregue pelo painel eusa se uma tcnica para estimar se a potncia lida a usa-se potncia mxima ou no. A partir desse momento o controle deve definir o que fazer para encontrar o MPPT no prximo ciclo ou continuar nele caso a potncia lida a potncia mxima. De todos os mtodos utilizados um dos de maior simplicidade e facilidade de implementao o P&O.Com um algoritmo que pode ser desenvolvido com comandos simplesele utiliza dois sensores (tenso e envolvido corrente) e a cada ciclo de chaveamento ele incrementa uma constante k na razo cclica buscando o ponto de potncia mxima a cada chaveamento do MOSFET. Esse mtodo possuioinconveniente de nunca trabalhar no MPPT e sim sempre em torno dele, uma vez que a cada ciclo feito uma perturbao dele, na razo cclica . Esses mtodos podem incrementar uma potncia que varia de 15 a potncia 30%[11].A eficincia dos mtodos depende muito das mudanas de ].A temperatura e das mudanas de radiao. Para o trabalho estudado e nas ra iao. condies estudadas o mtodo P&O, tem rendimentos acima de 90% da potncia mxima como mostra as Fig. 4.1, 4.2 e 4.3. mostram

Fig. 4.1 potencia extrada e mxima potencia Caso 1. Aqui a potncia inicia em um valor alto e depois tem uma queda bem inicia retilnea o devido a uma queda no nvel de radiao mas o controle consegue seguir a potncia com boa eficincia.

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Fig. 4.2 potencia extradae mxima potencia2. Nesse segundo caso h uma oscilao tambm retilnea e bem definida etilnea da potencia devido a uma variao da radiao mais lenta que o primeiro caso e o controle d ao painel uma eficincia um pouco melhor que no primeiro pouco caso.

Fig. 4.3 potencia extrada e mxima potencia, Caso 3. No terceiro caso a potencia do painel sofre pequenas variaes mas variaes, com curvas no muito lineares e faz com que o controle no consiga fazer com que o painel entregue sua potncia mxima a todo instante. Nesse caso ocorre a menor eficincia dos trs casos.

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Assim a eficincia deste mtodo de acordo cm este estudo cia estudopara os trs casos acima respectivamente:96%,99% e 92% [12]. 4.1. P&O De acordo com a figura abaixo pode observar a atuao do P&O.

Fig. 4.4Algoritmo do P&O. Existem vrios algoritmos para implementar esta tcnica de controle. Nesta tcnica o programa faz a leitura da tenso e corrente,em seguida calcula a potncia para compar la com a potncia lida no cicloanterior. Dessa forma o compar-la programa toma as decises de incrementar ou decrementar a razo cclica de chaveamento do MOSFET com uma constante K. Ao incrementar ou decrementar ele far uma perturbao no sistema extraindo uma potncia diferente daquela extrada antes da perturbao.

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Esse processo deve ser extremamente rpido, pois os conversores CCCC podem operar com frequncias da ordem de dezenas de kHz. Com isso o processo de leitura, clculo da potncia e tomada de deciso deve ser mais rpido que o perodo de chaveamento. Assim para encontrar o MPPTo programa far os seguintes passos: se aps o incremento da razo cclica a potencia diminuir ento no prximo ciclo o controle far um decremento da razo cclica para ver se a potncia aumenta. Caso ela aumente ento ele far um novo decremento. Caso ela diminua ento ele far um incremento e assim todo o tempo. Essa tcnica procura sempre o MPPT independente se sua variao ocorreu devido a variaes de radiao ou variaes na temperatura do painel. Nesse trabalho sero feitas vrias simulaes variando a radiao do painel. Se variarmos a temperatura o controle dever funcionar da mesma forma. Optou-se utilizar a variao de radiao pelas caractersticas do simulador de ocupar menos memria e resolver mais rapidamente para essa condio.

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5. REPRESENTAO E ESCOLHA DO PAINEL NO PSIM

5.1.

ESCOLHA DO PAINEL

Os fabricantes fornecem as especificaes dos principais parmetros de um mdulo solar considerando a condio padro de teste (standard testcondition ou STC), definida pela norma IEC 61215: 1000 W/m de potncia luminosa incidente total, com uma distribuio espectral conhecida como massa de ar 1.5 (airmass 1.5 ou AM 1.5) etemperatura das clulas de 25 C. Estes parmetros so: Corrente de curto-circuito (I SC): o valor mximo da corrente de carga, igual, portanto, corrente gerada por efeito fotovoltaico. Tenso de circuito aberto (VOC): o mximo valor da tenso nos terminais do mdulo fotovoltaico, quando nenhuma carga est conectada a ele. Ponto de Mxima Potncia (MPP): Para cada ponto na curva I-V, o produto corrente versus tenso representa a potncia gerada para aquela condio de operao. Em um mdulo fotovoltaico, para uma dada condio climtica, s existe um ponto na curva I-V onde a potncia mxima pode ser alcanada. Este ponto corresponde ao produto da tenso de potncia mxima e corrente de potncia mxima. Vale lembrar as curvas mostradas nas Figs. 2.3 e 2.4, pois a corrente comea a diminuir aps certo nvel de tenso, porm o MPPT est em um valor de tenso um pouco acima deste nvel. Tenso de mxima potncia (Vmax): corresponde tenso no ponto de mxima potncia. Corrente de mxima potncia (Imax): corresponde corrente no ponto de mxima potncia. Temperatura normal de operao (NOCT): devido a que o mdulo trabalha exposto ao sol, o fabricante fornece tambm a temperatura de operao normal da clula (normal operatingcelltemperature), medida com 800 W/m de potncia luminosa incidente total, temperatura ambiente de 20 e vento de 1m/s. C Fator de forma (FF): definido como a relao entre a potncia no MPP e o produto da corrente de curto-circuito vezes a tenso de circuito aberto. Valores usuais para clulas solares ficam entre 70 e 80%. Esta uma grandeza que expressa quando a curva caracterstica se aproxima de um retngulo no diagrama I-V [13].

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5.2.

SIMULAO DO PAI PAINEL

Para visualizar a resposta do paine da sua potncia e da sua corrente painel a para vrios nveis de radiao utilizou-se o circuito abaixo:

Fig. 5.1 Simulao do painel. Para esta simulao utilizou se nveis de radiao constantese ra utilizou-se observou-se a corrente de sada do painel em relao tenso do painel. Observa-se que a corrente tambm constante em cada nvel de radiao radiao, porm comea a cair a partir de um determinado valor de tenso como mostra a Fig. 5.2.

Fig 5.2 Grfico das correntes do painel. ig. Para esta mesma simulao observou se o comportamento da potncia ara observou-se extrada do painel em relao a sua tenso.A potencia tende a crescer com o aumento da tenso at um determinado valor de tenso e depois passa a cair (ver a Fig.5.3 abaixo).O valor de tenso em que a potncia comea a cair um .O valor um pouco acima do valor de tenso em que a corrente (mostrada no

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grfico acima) comea a cair. Esse valor de tenso especificado para cada painel e varia com as condies de temperatura e radiao.

Fig. 5.3 Grfico das potncias do painel. .

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6. DIMENSIONAMENTO DO CONVERSOR SEPIC Os dados utilizados para o dimensionamentoforam retirados de um painel comercial eso apresentados na tabela 6.1. Vo E Iemed Voc Isc Coef. de temp. de Isc Coef de temp. de Voc Coef. de temp. de P NOTC 12V 17,56V 1,14A 21,5V 1,23A +0,05 -0,34 -0,5 47C 2C

Tabela 6.1. Dados utilizados no dimensionamento do conversor. Outro dado necessrio a frequncia de operao do mesmo que ser de 30 kHz. 1) Perodo

2) Razo cclica:

3) Indutncia de entrada:(1.3)

1,232mH

4) Corrente mdia da indutncia de magnetizao

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5) Indutncia de magnetizao:(1.6)

6) Corrente mdia de sada:(1.8) 1,93 (A)

7) Ondulao da corrente de entrada:(1.9) (A)

8) Ondulao da corrente de magnetizao(1.10)

9) Clculo de Ro:

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10) Ondulao percentual no capacitor de sada Co:

(1.14)

11) Capacitor Co

12) Ondulao de tenso no capacitor Vo(1.16)

13) Capacitor C(1.17)

Com o dimensionamento de todos os componentes do circuito o prximo passo ser a simulao no software PSIM.

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7. ANLISE DOS RESULTADOS DA SIMULAO NO PSIM Foram feitas simulaes do circuito em malha aberta para medir a ito potncia extrada pelo conversor com a razo cclica fixa e depois em malha conversor fechada para testar o comportamento do controle e sua influncia ao extrair ncia potncia do painel sob variae de radiao. variaes 7.1. SIMULAO DE MALHA ABERTA

O circuito composto do painel, conversor SEPIC e bateria foi montado conforme a Fig.7.1.

Fig. 7.1 Circuito com razo cclica fixa Nesse circuito a fonte de tenso ligada no terminal S do painel fotovoltaico criando a condio de radiao de 1000 W/m.Para criarmos /m.Para variaes de radiao basta mudar a fonte de tenso contnua para uma fonte fonte triangular ou quadrada como feito na simulao abaixo. Para ver o comportamento da tenso, corrente e potencia do painel utilizou utilizou-se de uma onda quadrada que simula a variao da radiao. A Fig. 7.2mostra a variao de radiao de forma quadrada com um mostra DCoffset de 1000W e um Vpp de 500W 500W.

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Fig. 7.2 Variao da radiao para o circuito em malha aberta aberta. No grfico da Fig.7.3 abaixo temos as potncias deste painel em azul est a potncia mxima que o painel pode gerar e em vermelho a potncia que o conversor extrai do painel e abastece a bateria Observa-se que o potencia bateria. se oscila em um valor abaixo da potencia mxima o que significa que a razo cclica no corresponde quela que faz o painel operar em um valor de tenso onde a potencia extrada maior.

Fig. 7.3 Potncia mxima e potncia extrada pelo painel em malha aberta aberta.

A corrente como de se esperar varia exatamente igual a forma da radiao de entrada com valores de 1,2 A para radiao de 1000W/m e 1,8 A para radiao de 1500W/m como mostra a Fig. 7.4.O fato de o painel estar 00W/m operando em um ponto bem abaixo da tenso de potncia mxima nos permite dizer que a corrente e radiao tem a mesma forma de onda. Tambm radiao possvel afirmar que a responsvel pela oscilao na potncia a oscilao da tenso.

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Fig. 7.4 corrente extrada do painel A tenso do painel varia de 4 a 14Vficando abaixo do valorde tenso no 14Vficando qual se encontra o MPPT. Essa tenso oscila mesmo com a frequncia e razo cclica serem fixas. Isto acontece porque o Sepic um circuito que possui dois to indutores e dois capacito capacitores provocando movimentos oscilatrios No entanto oscilatrios. essas oscilaes so transitrias e diminuiro com o aumento do tempo. Na Fig. 7.5 podemos observar esta oscilao.

Fig. 7.5 tenso do painel.

A simulao do circuito em malha aberta mostrou que o circuito projetado opera extraindo potnciasem chegar a mxima potncia que o painel potnciasem pode fornecer.

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7.2.

ANLISE DO CIRCUITO COM O CONTROLE

A implementao do controle em linguagem C foi feita no P PSIM atravs de um Cblock cujas entradas so os valores de corrente e tenso do painel e a block sada ligada a um PWMque ir fazer o chaveamento do MOSFET Na Fig. 7.6 MOSFET. vemos o circuito do conversor ligado ao painel e a bateria e no centro mais abaixo o Cblock ligado ao PWM que ir fazer o chaveamento do MOSFET.

Fig. 7.6 Circuito com controle. Para esse circuito criou se varias formas de onda de radiao e criou-se verificou-se o seu funcionamento em cada uma delas. se Para o primeiro caso criou criou-se uma variao de radiao aleatria variando a radiao entre 500W/m e 1500W/m conforme mostra a Fig. 7.7

Fig.7.7 variao da radiao caso 1.

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Na Fig.7.8a potncia extrada pelo painel mostrada na curva em azul que segue a curva em vermelho a qual indica a potncia mxima extrada pelo qual painel. Este grfico nos d a resposta esperada para nosso sistema pois a sistema, potencia extrada do painel mxima durante todo o intervalo de tempo. O controle foi capaz de ajustar a razo cclica do conversor para q que ele opere sempre no MPPT.

Fig. 7.8 potncia extrada do painel caso 1. Na Fig.7.9 apresenta apresenta-se o grfico da tenso. A tenso no painel sobe e estabiliza em um valor prximo aos 17 V onde se encontra o MPPT. Dessa forma o conversor permanece extraindo a mxima potncia do painel. do

Fig. 7.9 tenso no painel.

A corrente continua variando com a forma da radiao na qual o painel est submetido como mostra Fig.7.10.

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Fig 7.10 corrente de sada do painel.

7.3.

ANLISE DE CIRCUITO PARA VARIAESDE RADIAO CASO 2 RADIAO

Foi aplicado ao painel uma fonte de tenso quadrada para provoc uma provocar variao de radiao de500W/m acima de um nvel DC de 1000W/m como de500W/m mostrado na Fig.7.11.

Fig.7.11 variao da radiao caso 2. Fig

Observa-se no grfico da Fig.7.12 que mesmo para uma variao degrau o controle responde bem e consegue extrair a potncia mxima em cada nvel de radiao.

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Fig. 7. potncia extrada do painel caso 1. 7.12

No grfico da tenso mostrado na Fig.7.13 tenso sofre pequenas Fig.7.13atenso oscilaes em torno de 17 V sempre que a radiao muda de n o nvel, mas ela estabiliza rapidamente.

Fig. 7.13 tenso no painel.

No grfico da corrente mostrado na Fig.7.14 a corrente do painel segue a forma de onda da radiao de entrada tendo dois nveis de corrente e sofrendo uma pequena oscilao na mudana destes nveis de radiao. Essas ofrendo oscilaes ocorrem devido as variaes no ponto de operao do painel. Como vimos na Fig.5.2 a corrente para valores de tenso prximos a tenso de potncia mximacomea a cair acentuadamente. Essa queda de corrente acentuadamente. provoca uma perturbao no sistema gerando a oscilao. Essa oscilao tende a diminuir e, devido a aao do controle, se estabilizar no ponto de mxima potncia.

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Fig. Fig 7.14 corrente de sada do painel

7.4.

ANLISE DE CIRCUITO PARA GRANDES VARIAES DE CIRCUITO RADIAO CASO 3 200W/m em um

Criou-se uma grande variao de 2000W/mpara tempo de 0,1 s como mostra a figura 7.13.

Fig.7.15 Fig.7. variao da radiao caso 3

A potncia extrada do painel mostrada na Fig.7.15 que ela seguiu a potncia mxima do painel de forma eficiente.

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Fig. 7.16 potncia extrada do painel caso 3

A Fig.7.16 mostra que a tenso permaneceu estvel no ponto de MPPT como era esperado.

Fig. 7.17 tenso no painel

A Fig.7.17 mostra que a corrente segue a forma de onda da radiao com dois nveis:2,4 e 0,2 A.

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Fig 7.18 Corrente de sada do painel

7.5.

CARREGAMENTO DA BATERIA

A bateria a ser utilizada uma bateria de Chumbo cido ( (Unipower UP12) que armazenara a energia produzida pelo painel.O car carregamento da bateria se dar com uma corrente pulsada (na a frequncia de chaveamento do MOSFET que 30 kHz) com picos de aproximadamente 3,75A considerando z) A, uma entrada triangular DC DCoffset de 1000 W/m e Vpico-a-pico de 200W/m de pico insolao como mostra o grfico da Fig. 7.18.

Fig. Fig 7.19 Corrente de carga na bateria.

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8. IMPLEMENTAO DO CIRCUITO PRTICO Para a montagem do circuito necessrio um layout de placa que considere todas as especialidades do projeto. No caso de conversores de potncia as trilhas devero ter uma espessura que suporte a passagem de correntes de alguns amperes. Como nesse projeto utilizou-se um painel de 20w a corrente mxima ser de 3A para uma condio elevada de radiao solar da ordem de 3000W/m. Outro critrio relevante ser disposio dos componentes uma vez que a frequncia de operao do circuito alta e poder provocar aquecimento do MOSFET.

8.1.

MICRO CONTROLADORES PIC

Os micro controladores so chips inteligentes, que tem um processador, pinos de entradas/sadas e memria. Atravs da programao dos micro controladores podemos controlar suas sadas, tendo como referncia as entradas ou um programa interno.{14] O que diferencia os diversos tipos de micro controladores so as quantidades de memria interna (programa e dados), velocidade de processamento, quantidade de pinos de entrada/sada (I/O), alimentao, perifricos, arquitetura e set de instrues. [14] Micros controladores permitem a programao de diversos tipos de controle de forma simples, rpida e precisa. Nesse projeto o micro controlador dever fazer o clculo da potncia e para isso sero necessrios que um sensor de corrente e um sensor de tenso informe esses valores de forma rpida e precisa as portas de entrada do micro controlador. Para implementar o controle foi utilizado micro controlador PIC16F716. Esse pic j contm o PWM nas suas funes bsicas. Para o pic so enviadas uma amostra da tenso do painel e uma segunda amostra de tenso para clculo de corrente. O pic envia um sinal para controlar o perodo de chaveamento do MOSFET. O diagrama dos mdulos do circuito e mostrado na Fig.8.1.

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Fig.8.1 medio da corrente e da tenso do painel 8.2. ALIMENTAO DOS CIRCUITOS

A alimentao do pic ser feita com sinal DC de 5V .Esse sinal ser obtido de um circuito colocado na sada do painel que tambm contar com cuito uma segunda alimentao que ser a bateria. Desta forma este deve funcionar mesmo quando a tenso do painel for insuficiente desde que a bateria esteja insuficiente, carregada. A alimentao do A AmpOp ser em 15V e ser feita da mesma forma. A alimentao dos transistores do circuito de disparo do mosfet se ser tambm em 15V. O circuito completo est no anexo B.1 8.3. POTNCIA CONSUMIDA NOS CIRCUITOS DE CONTROLE

A potncia deve ser a mnima possvel para no comprome comprometer o funcionamento do sistema. Os valores nominais consumidas por cada circuito e dado na tabela 8.1. circuitopotncia consumida(mW) consumida 25 20 1 45 91

discriminao micro controlador medidor de tenso medidor de corrente ampop

Tenso(V) 5 4 0,2 15

Corrente(mA) 5 5 5 3 total

Tabela 8.1 Potencia consumida no controle

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Ainda deve-se considerar a potncia consumida no circuito de disparo do MOSFET e no circuito do conversor. Assim assumimos que os gastos so pequenos e no comprometero o funcionamento do circuito. 8.4. INSOLAO EM CURITIBA

Para poder estimar a potncia que o painel pode fornecer preciso conhecer os ndices de insolao da regio. Esses ndices sero diferentes para cada ngulo de inclinao que a placa ser colocada. Alguns ngulos recebero uma insolao maior em alguns meses, mas menor em outros meses. Por isso necessrio definir se o projeto ser para um ngulo que de a maior media mensal ou ainda um ngulo que d uma mdia menor mas um mnimo mensal maior. Para a cidade de Curitiba a inclinao do painel que d o maior mnimo mensal 44 [14]. Dessa forma o painel ter a menor gerao no ms de N maio (onde receber uma mdia de 3,19kW/m ao dia de radiao solar) e a maior no ms de junho (4,36kW/m).Os valores dos outros meses esto no grfico em anexo C. 8.5. CUSTO DO PROJETO

O custo do projeto com base nos valores da loja Beta (http://www.betacomercial.com.br).

40COMPONENTE ampop lm741 bateria gel capacitor cermico Capacitor prolipropileno Capacitor prolipropileno Diodo (1N4148) diodo ultra rpido (MUR460) Indutor Indutor Microcontrolador mosfet (IRF530) oscilador XTAL placa de fenolite Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor TransistorNPN(BC337) TransistorPNP(BC328) zenner Zenner zenner ESPECIFICAO 12V / 1,3Ah 10nF/25V 10uF/25V 47uF/25V 200mA 4A 400u 1200u PIC 16F716 14A / 100V 20MHz 5K6 1k 200m 100 200 1k 3k 15 25V/500mA 25V/500mA 5V / 1W 7.5V/0.5W 15V / .5W quantidade 1 1 3 2 1 3 1 1 1 1 1 1 1 5 1 1 3 1 1 1 1 2 1 1 1 1 valor R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ valor total R$ 0,70 R$ 19,39 R$ 0,30 R$ 0,20 R$ 0,10 R$ 0,15 R$ 4,20 R$ 10,00 R$ 10,00 R$ 8,00 R$ 2,95 R$ 0,75 R$ 6,20 R$ 0,15 R$ 0,03 R$ 0,03 R$ 0,09 R$ 0,03 R$ 0,03 R$ 0,03 R$ 0,03 R$ 0,34 R$ 0,19 R$ 0,26 R$ 0,11 R$ 0,10 R$ 64,36

0,70 19,39 0,10 0,10 0,10 0,05 4,20 10,00 10,00 8,00 2,95 0,75 6,20 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,17 0,19 0,26 0,11 0,10

Tabela 8.2 Preo dos componentes do projeto

O painel utilizado tem uma potncia de 20W e est custando cerca de R$ 300,00 (http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-210794150-painel-solar-fotovoltaico20w-12vcc-em-so-paulo-_JM)

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9. RESULTADOS PRTICOS No circuito prtico mediu-se o comportamento do PWM gerado. As medidas foram feitas em malha aberta. Para obter as medidas utilizou-se um osciloscpio. O PWM gerado para chavear o MOSFET mostrado nas Fig. 10.1., Fig.10.2.e Fig.10.3.como possvel observar a razo cclica do PWM muda com a rplica da tenso ou da corrente que amostrada nas portas A/D1 e A/D2 do pic. Esse sinal de PWM foi obtido no gate do MOSFET, ou seja, depois do circuito de amplificao.

Fig.9.1 PWM1 gerado e tenso no A/D1 do pic


42


Com os grficos acima conclui-se que o controle responde de forma esperada as variaes de potencia do painel fotovoltaico. Para saber se o painel segue o ponto de potencia mximo (MPPT) seriam necessrios testes em malha fechada do conversor com o controle e, ainda, considerando variaes de luminosidade no painel. Esses ltimos testes no foram realizados. No circuito do conversor SEPIC foi amostrada apenas a tenso de sada. A tenso na carga manteve-se estvel em 12V como mostra a curva em azul no grfico da Fig. 10.4.

.Fig. 9.4 tenso na sada do conversor SEPIC

No foram realizados testes no circuito em malha fechada.

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10. CONCLUSO possvel observar que a utilizao de tcnicas de controle contribui para o aumento de produo de energia mesmo em painis de pequena potncia o que torna as clulas comerciais cada vez mais populares e interessantes inclusive em residncias onde existam outras fontes de energia. Com a evoluo dos painis solares o Brasil pode se tornar um grande beneficiado pela energia solar e estudos nessa rea so de extrema importncia para garantir o suprimento de energia no futuro e diminuir a dependncia do petrleo. Ainda no existem no Brasil grandes projetos utilizando essa fonte o que nos deixa tecnologicamente atrasados nessa rea. Existem apenas algunsprojetos de destaque como a Usina de Tau no Cear com capacidade instalada de 1 MW.Atualmente a capacidade instalada no Brasil de 20 Megawatts [15]. O uso de conversores controlados acoplados aos painis trazem grandes benefcios e o conversor Sepicapresenta a vantagem maior de poder ajustar o nvel da tenso na sada. O projeto desses conversores ainda tem um custo alto para o seu ganho de potncia, contudo se considerarmos perodos longos de gerao (acima de 20 anos) esse custo no alto e pode ser economicamente vivel em inmeras aplicaes. O desenvolvimento de um circuito fsico permite conhecermos melhor os problemas da gerao fotovoltaica sobretudo o seu real desempenho buscando solues para que esta se torne vivel. Com a demanda de energia existente hoje no podemos considerar nenhuma energia como cara ou do futuromasprecisamos estudar mais essas formas de gerao para poder suprir a necessidade sem gerar danos ao planeta. Novos tipos de gerao fotovoltaica e tambm painis hbridos so esperanas concretas de se gerar energia de forma absolutamente limpa. Na Fig. 10.1 temos um exemplo de um painel hibrido o qual nos mostra as diversas formas de aproveitamento do potencial da energia solar.

44

Fig. 10.1Painel solar hibrido com aquecimento de gua e fotovoltaico.

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11. TRABALHOS FUTUROS Sistemas fotovoltaicos exige, na maior parte dos casos, a utilizao de baterias. Cada tipo de conversor CC-CC utilizado fornece um tipo de carga na bateria. O Sepic um conversor que fornece uma corrente pulsada na sada. Dessa forma torna-se necessrio o estudo da eficincia desses carregamentos. Quando o conversor utilizado for o Sepic qual a melhor frequncia de operao que este deve ser dimensionado para melhor aproveitamento da sua corrente pulsada na eficincia do carregamento da bateria. No Brasil os investimentos em energia solar so muito inferiores aos demais pases com mesmo nvel de desenvolvimento econmico e tecnolgico. So necessrios estudos detalhados que demonstrem as principais regies brasileiras onde a solar mais competitiva e as perspectivas de crescimento em cada regio. A simulao computacional de controle com seguidor de MPPT para painis fotovoltaicos permite a comparao entre a potncia mxima e a potncia extrada do painel. Na pratica, entretanto, preciso que sejam feitas as medidas de radiao instantnea a qual o painel est submetido. Trabalhos prticos com painis fotovoltaicos podem trazer maiores informaes sobre a eficincia real da atuao de controles com seguidor de MPPT. Dessa forma necessrio estudos que demonstrem resultados prticos fazendo medidas instantneas de radiao.

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[13] Dante Victor Shimoda Pereira, Conversor CC-CC Boost com MPPT Alimentado por Painis Fotovoltaicos para Aplicao em Gerao Distribuda, Dissertao de Graduao, Universidade Federal do Cear, Fortaleza, Dezembro. 2010. [14]Radioamadores.Net(http://www.radioamadores.net/files/microcontroladores_pic.pd f).Acessado em 05/01/2012. [15] CEPEL, Centro de Referncia para Energia Solar e Elica Srgio de Salvo Brito. Potencial solar - SUNDATA. Disponvel em www.cresesb.cepel.br. [16]Exame(http://exame.abril.com.br/economia/meio-ambiente-eenergia/noticias/pesquisadores-avaliam-implantacao-energia-solar-brasil-540472).

Acessado em 10/01/2012. [17]SEGUEL, J.I.L.; Projeto de um sistema autnomo de suprimento de energia usando tcnica MPPT e controle digital. Belo Horizonte, 2009. Dissertao (Mestrado em Engenharia Eltrica), Curso de Engenharia Eltrica, Universidade Federal de Minas Gerais. [18] Ernst & Young Terco; 30 edio,agosto,2011. [19] Solar Heat World ide , E D I T I O N 2 0 11. [20]BONIFCIO;P.S.J.; Seguidor fotovoltaico: uma variao do p&o - simulao e prototipagem.Lisboa,2010. Dissertao (Mestrado em Engenharia Eltrica), Curso de Engenharia Eltrica, Universidade Nova Lisboa. [21] J. Davison, The New Solar Electric Home: The Fotovoltaic How-to Handbook, AATEC Publications, 1995. [22] CIEMAT, Fundamentos, Dimensionado y Aplicaciones de laEnerga Solar Fotovoltaica, CIEMAT, Espaa, 2000.. [23]Julio Igor Lopes Seguel, Projeto de um Sistema Fotovoltaico Autnomo de Suprimento de Energia Usando Tcnica MPPT e Controle Digital, Dissertao de Mestrado, Universidade Federal de Minas Gerais, Agsto, 2009. [24] A. Goetzberger, J. Knobloch, B Voss, Crystalline Silicon Solar Cells, editorial John Wiley & Sons Ltd, 1 ed., Inglaterra, 1998.

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[25] Valente, M. A. S, Caracterizao automtica de um painel fotovoltaico, Dissertao de Mestrado de Engenharia Eltrica, Universidade Nova de Lisboa,Lisboa,2011. [26]AtlasSolamtrico do Brasil ,Banco de Dados Terrestres,2000 [27]Relatrio da IEA (Internacional Energy Agency) 2005

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ANEXO A PROGRAMA UTILIZADO NA GRAVAO DO PIC#include #DEFINE K 2 int1 key=0,tip=0,ligaled=0; int8inc=0,contador=0; #int_RTCC voidRTCC_isr(void) //overflow de 32 ms { if(ligaled){ inc++; if(inc>=10){ output_low(pin_c3); ligaled=0; inc=0; } } } void main() { floatdif, dif2; int32 corr,tens,pot=0,Init,maximo,minimo,Duty,oldDuty,media=0,oldcorr,oldtens; signed int32 oldpot=0,mediaf=0;

setup_adc_ports(sAN0|sAN1|VSS_VDD); setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_8); setup_spi(SPI_SS_DISABLED); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_256);

50 setup_timer_1(T1_DISABLED); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,166,1);//Configura timer p/ 30Khz enable_interrupts(INT_RTCC);//Ativainterrupo p/ piscar led enable_interrupts(GLOBAL); setup_ccp1(CCP_PWM); setup_comparator(NC_NC_NC_NC);

set_pwm1_duty(267);//seta razo ciclica inicial em 40% output_low(pin_c3); Init=40; maximo=90; minimo=10; media=0;

WHILE(TRUE){ set_adc_channel(0); delay_us(10); corr=read_adc();//Le valor de corrente dif=corr; dif=dif*0.07; if(corr>oldcorr)dif2=corr-oldcorr; if(corr140) if(dif2>dif){ ligaled=1; output_high(pin_c3); pot=corr*tens;//Calcula valor da potencia com os dois valores anteriores if(pot!=oldpot)

51 { if(pot>oldpot){ if(Duty>oldDuty)Init+=k; else if(Dutydif){ ligaled=1; output_high(pin_c3); pot=corr*tens;//Calcula valor da potencia com os dois valores anteriores if(pot!=oldpot) { if(pot>oldpot){ if(Duty>oldDuty)Init+=k; else if(Duty

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