Project of a solar module emulator using a zener diode to analyze the behavior of MPPT algorithms

Magossi, Rafael F. Q.; Ferreira, Plinio G. B.; Quinalia, Mateus S.; Carvalho, Marina C.; Machado, Ricardo Q.

doi:10.1109/cobep.2017.8257420

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“…Como exemplos de estudos aplicados aos conversores de potência, tem-se a análise de como as perdas parasitas dos componentes passivos afetam o ganho de tensão do conversor CC/CC (FUZATO et al, 2016), o uso de um diodo zener para emular um painel fotovoltaico (MAGOSSI et al, 2017), a análise do circuito conversor de energia para emular células fotovoltaicas em conexão série e sob diferentes níveis de irradiação solar (PHAP et al, 2017) e propõem-se o projeto de controle e melhorias de desempenho de uma micro rede (KASSEM; ZAID, 2017). O esquema tradicional de conexão ilustrado pela Fig.…”

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Modelagem, análise de estabilidade e controle da tensão da malha Z em inversores fonte de impedância

Quinalia¹

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O uso crescente de fontes alternativas de energia exige conversores de energia capazes de aumentar sua tensão nos terminais e conectá-los ao sistema de distribuição. Neste contexto, o conversor step-up clássico (conversor de potência CC/CC) e o inversor de fonte de tensão (VSI) são as soluções mais aplicadas para processar o fluxo de energia da fonte para a rede. No entanto, apresentam um baixo rendimento devido ao duplo estágio de conversão, isto é, a energia flui também através dos conversores de energia CC/CC e CC/CA. Para evitar esse tipo de desvantagem, no início da última década, o Z-Source-Inverter (ZSI) foi introduzido. Nesta nova solução, o conversor de energia CC/CC responsável por elevar a tensão nos terminais do conversor foi removido e uma rede de impedância LCLC foi adicionada com duas tarefas, ou seja, aumentar a tensão do terminal e melhorar a eficiência do ZSI. Infelizmente, os trabalhos da literatura não apresentaram um modelo matemático generalizado para apoiar os projetistas de conversores de potência na análise de estabilidade, projeto de controladores ou avaliar o ganho de tensão do conversor. Neste sentido, esta dissertação propõe o desenvolvimento de um modelo matemático completo e a análise de estabilidade da planta. Para suportar todo o desenvolvimento teórico, foi realizado um conjunto de análises no domínio do tempo e da frequência. Por fim, verificou-se o controle da tensão do elo CC para suportar todas as afirmações apresentadas neste trabalho (controle da tensão no capacitor da rede Z). Palavras-chave:Inversor tipo fonte de impedância, Conversor, Modelagem, ZSI. ABSTRACT QUINALIA, M. S. Modeling, Stability Analysis and Z Network VoltageThe growing use of alternative energy sources require power converters able to boost their terminal voltage and connect them to the distribution system. In this context, the classical step-up converter (DC/DC power converter) and the voltage source inverter (VSI) are the most applied solutions to process the power flow from the source to the grid. However, they present a low efficient because of the double stage of conversion, i.e. the power flows through the DC/DC and DC/AC power converters as well. To avoid this type of drawback, in the beginning of the last decade the impedance source inverter (ZSI) was introduce. In this new solution, the DC/DC power converter responsible for boosting the voltage at the DC-source terminals was removed and a Z (LCLC-network) was added with two tasks, i.e. boost the DC-source terminal voltage and improve the ZSI efficiency. Unfortunately, the papers in the literature did not present a generalized mathematical model to support designers of power converters in the analysis of stability, design of controllers or evaluate the voltage gain of the converter. In this sense, this thesis proposes the development of a complete mathematical model and the stability analysis of the plant. To support all the theoretical development a set of analysis in the time and frequency-domain was performed. Finally, the control of DC-link v...

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Modelagem, análise de estabilidade e controle da tensão da malha Z em inversores fonte de impedância

Quinalia¹

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Design of a 90 W Low Cost Solar Emulator for Testing MPPT Algorithms on PV Based Energy Systems

Kuisis

Aswat

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2020

2020 International SAUPEC/RobMech/PRASA Conference

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