TOPOLOGIA DE UM CONVERSOR CC-CC CÚK PARA CARREGAMENTO DE BATERIAS DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO

UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ

(UNOCHAPECÓ)

Bacharelado em Engenharia Elétrica

Angeles Appelt

TOPOLOGIA DE UM CONVERSOR CC-CC CÚK PARA CARREGAMENTO DE BATERIAS DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO

Chapecó-SC, Julho  de 2019.

ANGELES APPELT[pic 1]

TOPOLOGIA DE UM CONVERSOR CC-CC CÚK PARA CARREGAMENTO DE BATERIAS DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Elétrica da Universidade Comunitária da Região de Chapecó, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica.

Orientador: Prof. Dr. Fabrício Hoff Dupont

Chapecó-SC, Julho de 2019.

UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ - UNOCHAPECÓ[pic 2]

ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E AMBIENTAIS

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

CERTIFICADO DE APROVAÇÃO

TÍTULO: Topologia de um conversor CC-CC Cúk para carregamento de baterias de um sistema fotovoltaico

Autor: Angeles Appelt

Este trabalho de conclusão de curso foi aprovado em XX de mês de 201X, pelo curso de Engenharia Elétrica da Universidade Comunitária da Região de Chapecó, pela comissão avaliadora integrada pela banca formada por:

Prof. Dr. Fabrício Hoff Dupont

Professor orientador / Departamento de Engenharia Elétrica Unochapecó

Prof. Dr. XXXXXXX

Membro da Banca Examinadora / Departamento de Engenharia Elétrica Unochapecó

Prof. Dr. XXXXXXX

Membro da Banca Examinadora / Departamento de Engenharia Elétrica Unochapecó

AGRADECIMENTOS[pic 3]

Agradeço a Deus, pelo dom da vida, por todas as bênçãos concedidas e por direcionar meus passos e me manter até aqui.

A minha família, por sempre acreditar em mim, em especial minha mãe, Nelci Scheid Appelt que sempre será referência de cuidado e educação.

Ao meu professor orientador Fabrício Hoff Dupont, pela paciência, respeito e atenção por toda a disposição, pois todas às vezes que precisei ele esteve pronto para me ajudar.

A todos os professores do curso de Engenharia Elétrica da Unochapecó, por terem acrescentado à minha vida os conhecimentos necessários para que eu seja uma boa profissional.

Enfim, a todos de que alguma forma estiveram próximos de mim, fazendo parte da minha vida durante toda a graduação.

RESUMO[pic 4]

RESUMO: Este trabalho apresenta a aplicação do conversor CC-CC Cúk para proporcionar o carregamento de baterias através de placas fotovoltaicas. O principal objetivo para o desenvolvimento deste trabalho será atender a demanda de cargas específicas, assim como demonstrar as vantagens do conversor Cúk na aplicação da energia fotovoltaica. É proposta uma metodologia a qual se usa técnicas lineares convencionais para controlar projetos não lineares com parâmetros variando no tempo. Neste contexto, este trabalho apresenta a modelagem dinâmica de pequenos sinais, incluindo distúrbios para então encontrar o ponto de equilíbrio.  A aplicação do conversor Cúk é proporcionada por uma tensão de saída sendo ela maior ou menor que a tensão de entrada, mas sempre com a polaridade oposta uma a outra, no entanto como se tem um capacitor acoplado a planta ele transfere energia, produzindo assim uma corrente contínua na entrada. São apresentados resultados da simulação, mostrando a alta eficiência em projetos dessa modalidade.

Palavras-chave: Conversor CC- CC Cúk. Capacitor. Energia fotovoltaica.

ABSTRACT[pic 5]

ABSTRACT: This assignment presents the application of the CC-CC converter Cúk to provide the charging of batteries through photovoltaic plates. The main objective for the development of this assignment will be to meet the demand of specific loads, as well as demonstrate the advantages of the Cúk converter in the application of photovoltaic energy. A methodology is proposed which uses conventional linear techniques to control nonlinear projects with parameters varying in time. In this context, this assignment presents the dynamic modeling of small signals, including disturbances to find equilibrium. The application of the Cúk converter is provided by an output voltage being higher or lower than the input voltage, but always with the opposite polarity to each other, however as it has a capacitor coupled to the plant it transfers energy, thus producing a current at the input. Simulation results are presented, showing the high efficiency in projects of this modality.

Keywords: CC-CC Converter Cúk. Photovoltaic capacitor.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES [pic 6]

Figura 3.1 – Conversor CC-CC Cúk.........................................................................................21

Figura 3.2 – Conversor CC-CC Cúk com chave fechada.........................................................22

Figura 3.3 – Conversor CC-CC Cúk com chave aberta............................................................22

Figura 3.4 – Circuito elétrico do conversor..............................................................................30

Figura 3.5 – Diagrama de Bode................................................................................................31

Figura 3.6 – Tensão de saída do conversor atendendo a perturbação na simulação.................32

Figura 3.7 – Tensão de saída do conversor não atendendo a perturbação na simulação..........32

LISTA DE TABELAS[pic 7]

Tabela 2.1 – Estado dos interruptores ......................................................................................21

Tabela 2.2 – Parâmetros utilizados para validação do conversor CC-CC Cúk.........................29